石墨烯的结构与性能.ppt

第1页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三通向的电梯宇宙第2页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三比钻石还硬的材料

——石墨烯第3页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三主要内容石墨烯的定义石墨烯的发现石墨烯的结构石墨烯的性能第4页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三石墨烯材料的定义石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。厚度仅有0.335纳米，是构建其他维数碳质材料的基本单元。第5页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三石墨烯的发现石墨烯（Graphene）是2004年由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆（AndreGeim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（KostyaNovoselov）发现的，他们使用一种被称为机械微应力技术（micromechanicalcleavage）的简单方法。正是这种简单方法制备出来的简单物质——石墨烯推翻了科学界一个长久以来的错误认识——任何二维晶体不能在有限的温度下稳定存在。第6页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三第7页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三石墨烯的结构完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形)。石墨烯中的碳-碳键长约为0.142nm.每个晶格内有三个键，连接十分牢固，形成了稳定的六边形状。垂直于晶面方向上的键在石墨烯的导电过程中起到了很大的作用。第8页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三石墨烯的结构第9页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三石墨烯的结构如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘曲，12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管。第10页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三第11页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三石墨烯的结构石墨烯根据边缘碳链的不同可以分为锯齿型和扶手椅型。锯齿型石墨烯条带通常为金属型，而扶手椅型石墨烯条带则可能为金属型或半导体型。第12页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三石墨烯性能简介光学性能电学性能力学性能热学性能第13页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三光学性能石墨烯具有优异的光学性能。理论和实验结果表明，单层石墨烯吸收2.3%的可见光，即透过率为97.7%。如图从基底到单层石墨烯、双层石墨烯的可见光透射率依次相差2.3%。第14页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三