sp2雜化碳質(zhì)材料的基本組成單元
石墨烯是由碳六元環(huán)組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點(diǎn)陣結構, 它可以翹曲成零維(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一維(1D)的碳納米管(carbon nano-tube, CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite), 因此石墨烯是構成其他石墨材料的基本單元。石墨烯的基本結構單元為有機材料中最穩定的苯六元環(huán), 是目前最理想的二維納米材料.。理想的石墨烯結構是平面六邊形點(diǎn)陣，可以看作是一層被剝離的石墨分子，每個(gè)碳原子均為sp2雜化，并貢獻剩余一個(gè)p軌道上的電子形成大π鍵，π電子可以自由移動(dòng)，賦予石墨烯良好的導電性。二維石墨烯結構可以看是形成所有sp2雜化碳質(zhì)材料的基本組成單元。
編輯本段石墨烯與其他碳元素的區別
單層石墨烯及其派生物
在近2O年中，碳元素引起了世界各國研究人員的極大興趣。自富勒烯和碳納米管被科學(xué)家發(fā)現以后，三維的金剛石、“二維”的石墨、一維的碳納米管、零維的富勒球組成了完整的碳系家族。其中石墨以其特殊的片層結構一直以來(lái)是研究的一個(gè)熱點(diǎn)。石墨本體并非是真正意義的二維材料，單層石墨碳原子層(Graphene)才是準二維結構的碳材料。石墨可以看成是多層石墨烯片堆垛而成，而前面介紹過(guò)的碳納米管可以看作是卷成圓筒狀的石墨烯。當石墨烯的晶格中存在五元環(huán)的晶格時(shí)，石墨烯片會(huì )發(fā)生翹曲,富勒球可以便看成通過(guò)多個(gè)六元環(huán)和五元環(huán)按照適當順序排列得到的。
石墨烯特性
電子運輸
在發(fā)現石墨烯以前，大多數（如果不是所有的話(huà)）物理學(xué)家認為，熱力學(xué)漲落不允許任何二維晶體在有限溫度下存在。所以，它的發(fā)現立即震撼了凝聚態(tài)物理界。雖然理論和實(shí)驗界都認為完美的二維結構無(wú)法在非絕對零度穩定存在，但是單層石墨烯在實(shí)驗中被制備出來(lái)。這些可能歸結于石墨烯在納米級別上的微觀(guān)扭曲�！ ∈┻�表現出了異常的整數量子霍爾行為。其霍爾電導=2e²/h,6e²/h,10e²/h.... 為量子電導的奇數倍，且可以在室溫下觀(guān)測到。這個(gè)行為已被科學(xué)家解釋為“電子在石墨烯里遵守相對論量子力學(xué)，沒(méi)有靜質(zhì)量”。
導電性
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