经典文献阅读 石墨烯

生而不凡新材料之王石墨烯阅读题及答案生而不凡新材料之王石墨烯阅读材料生而不凡——新材料之王石墨烯手机充电只需几秒钟?史上最薄电灯泡?光驱动飞行器?关于石墨烯非凡应用的新闻不断出现在人们的视野当中，似乎石墨烯已经成为了无所不能的超级材料。

石墨烯是什么?到底有什么特性让它备受推崇?石墨烯是从石墨材料中剥离出来的，它由碳原子组成，并且只有一层原子厚度，是一种二维晶体。

2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈盖姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。

石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。

铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。

石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使一些此前只能纸上谈兵的量子效应可以通过实验来验证，例如电子无视障碍、实现幽灵一般的穿越。

但更令人感兴趣的，是它那许多“极端”性质的物理性质。

作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪。

”石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。

同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。

如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克可以承受一只猫的重量。

难以想象的是，石墨本身几乎是最软的矿物质(莫氏硬度只有1-2级)，“切”成一个碳原子厚度的薄片时，“性格”会发生如此之大的变化，石墨烯的硬度比莫氏硬度10级的金刚石还要高，但却又有很好的韧性，可以弯曲。

因为只有一层原子，电子的运动被限制在一个平面上，石墨烯也有着全新的电学属性。

石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。

石墨烯的概述近年来，石墨烯作为一种新型材料，备受科学界和工业界的关注。

石墨烯具有许多优异的特性，例如超高的导热性、电导性和机械强度，使其在电子学、能源领域、材料科学等方面具有广泛的应用前景。

在这篇文章中，我们将对石墨烯进行概述，并介绍与石墨烯相关的一些文献检索格式。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化方式形成的二维晶格结构材料，其具有单层厚度的特点。

由于其独特的结构和性质，石墨烯在纳米科技领域引起了极大的兴趣。

许多科研人员和工程师致力于研究石墨烯的制备、表征和应用。

石墨烯的研究不仅涉及到基础科学领域，还涉及到材料工程、光电子学、纳米技术等多个交叉学科领域。

下面我们将介绍一些与石墨烯相关的文献检索格式，希望能帮助读者更好地开展石墨烯研究工作。

一、文献检索格式的基本原则1. 关键词检索：在进行文献检索时，应该根据研究主题、内容和目的确定合适的关键词，以便精准地定位需要的文献资源。

2. 检索途径：除了传统的学术期刊、会议论文等文献资源外，还可以通过学术搜索引擎、数据库检索、图书馆资源等途径获取相关文献信息。

3. 文献筛选：在获取一定量的文献资源之后，需要对文献进行筛选，筛选出与研究课题相关、质量可靠的文献资料。

二、石墨烯领域的文献数据库推荐1. Web of Science：Web of Science是一种包括科学引文索引、社会科学引文索引、期刊引文索引等多个数据库的综合性检索工具，其收录了众多与石墨烯相关的优质期刊和会议论文。

2. IEEE Xplore：IEEE Xplore是一个专门收录电子与电气工程、计算机科学等领域文献的数据库，其中包括了许多与石墨烯及其在电子领域应用相关的研究成果。

3. Scopus：Scopus是一种跨学科的文献数据库，收录了来自各个学科领域的高质量期刊文章、会议论文等文献资源，适合于进行石墨烯在材料科学、物理学等领域的文献检索。

三、石墨烯的文献检索格式示例1. 期刊论文检索示例：Author: Nobel, A. B.; Nash, J. F.Title: Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in grapheneJournal: NatureYear: 2005Volume: 438Issue: 7065Pages: 197-200DOI: 10.1038/naturexxx2. 会议论文检索示例：Author: Zhang, Y.; Tan, Y. W.; Stormer, H. L.; Kim, P.Title: Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry's phase in grapheneConference: NatureYear: 2005Pages: 201-204DOI: 10.1038/naturexxx3. 专利文献检索示例：Inventor: Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Katsnelson, M. I.; Grigorieva, I. V.; Dubonos, S. V.; Firsov, A. A. Title: Method of producing single-layer graphene and electronicsprising single-layer graphenePatent number: US 7,071,258 B2Year: 2006石墨烯作为一种新兴材料，吸引了大量科研人员的关注。

附件2:中国科学院大学材料科学与光电技术学院《文献阅读》报告学生姓名学号培养单位理化技术研究所专业材料工程手机E-mail导师姓名职称研究员联系电话E-mail指导教师电话E-maijih@ucas ,石墨烯、纤维素简介石墨烯被誉为21世纪的明星材料，在将来或许会取代硅材料在计算 机，太阳能电池等领域的应用。

石墨烯是目前世界上最薄、强度最大、 电阻率最小的二维晶体材料，具有比表面积高、高导电性、高机械强 度、易于修饰、室温量子霍尔效应等优异的物理及电学性质 [1-4]。

单层石显烯及其派生物示意图昭FigJ Schematic diagrams of Rraphene and itsderivatives 11*1纤维素是自然界最为丰富的可再生资源，每年通过光合作用可合成约 1011~1012吨⑸。

纤维素与人类生活密切相关，其特殊的结构使其具有 独特的物理和化学性质，纤维素不仅可以生物降解，还具有良好的生 物相容性。

graphene {2 dimrr^ions )0 dimension fiillefme 1 dimension 3 dimensionscaibon nanclubc ^raphiieCHZHE-2)二，橡胶材料概况橡胶在室温下具有独特的高弹性，其作为一种重要的战略性物质，广泛应用于国民经济、高新技术和国防军工等领域。

然而，未补强的橡胶强度低、模量低、耐磨差、抗疲劳差，没有实用性，因此对于绝大多数橡胶都需要填充补强［8］。

目前，炭黑和白炭黑是橡胶材料的主要补强剂，广泛应用于各种橡胶材料的制品中。

在橡胶补强的同时，由于橡胶材料固有的粘弹滞后损耗和橡胶内部的填料-填料、填料-大分子链以及大分子链之间的摩擦，动态环境下使用的橡胶制品会产生大量的热量，产生的热量不能及时传导出去将导致橡胶内部急剧升温，使其性能劣化，因此需要提高橡胶制品的导热性来提高其动态使用下的使用性能和使用寿命［8］。

石墨烯作为橡胶纳米填料，具有更高的比表面积、强度、弹性、热导性和电导率等。

摘要：石墨烯作为一种新型二维材料，具有独特的物理化学性质，在众多领域展现出巨大的应用潜力。

本文对石墨烯的制备方法、特性、应用领域进行了综述，旨在为石墨烯材料的研究提供参考。

一、引言石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维晶体，具有优异的力学、电学、热学和光学性能。

自2004年石墨烯被发现以来，其研究取得了显著的进展。

本文对石墨烯的制备方法、特性、应用领域进行综述，以期为石墨烯材料的研究提供参考。

二、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法：机械剥离法是制备石墨烯的一种简单、高效的方法。

通过将石墨片在金刚石针尖下进行机械剥离，可以得到单层石墨烯。

2. 化学气相沉积法：化学气相沉积法是一种制备高质量石墨烯的方法。

该方法在高温下将碳源气体在金属催化剂上分解，形成石墨烯。

3. 水热法：水热法是一种制备石墨烯的新技术。

通过将石墨烯前驱体在高温高压下进行反应，可以得到高质量的石墨烯。

4. 微机械剥离法：微机械剥离法是一种基于微机械加工技术制备石墨烯的方法。

通过在石墨烯上施加应力，使其发生剥离，从而获得单层石墨烯。

三、石墨烯的特性1. 优异的力学性能：石墨烯具有极高的强度和韧性，是已知材料中最强的二维材料。

2. 良好的电学性能：石墨烯具有优异的电导率，是已知材料中最高的二维材料。

3. 热学性能：石墨烯具有优异的热导率，可以有效传递热量。

4. 光学性能：石墨烯具有优异的光吸收和光催化性能。

四、石墨烯的应用领域1. 电子器件：石墨烯具有优异的电学性能，可以应用于制备高性能电子器件，如场效应晶体管、晶体管等。

2. 能源存储与转换：石墨烯具有良好的电化学性能，可以应用于锂离子电池、超级电容器等能源存储与转换领域。

3. 光学器件：石墨烯具有优异的光学性能，可以应用于制备高性能光学器件，如光子晶体、光学传感器等。

4. 生物医学领域：石墨烯具有良好的生物相容性，可以应用于生物医学领域，如药物载体、生物传感器等。

五、结论石墨烯作为一种新型二维材料，具有独特的物理化学性质，在众多领域展现出巨大的应用潜力。

石墨烯作为一种由单层碳原子组成的二维材料，自发现以来就引起了广泛的研究兴趣。

它在许多领域，如电子学、能源和材料科学，都展示了其独特的性质和潜在的应用。

以下是几篇关于石墨烯的重要文献，具体内容可能涉及石墨烯的结构、性质和应用等方面的研究。

1. 王中林团队在《科学》杂志上发表的关于石墨烯的论文，对石墨烯的性质和应用进行了深入的探讨。

文中详细阐述了石墨烯的电子结构、力学性质以及在电子器件和能源领域的应用。

同时，也讨论了石墨烯制备的新方法及其工业化可能面临的挑战。

2. 另一篇重要的文献是来自曼彻斯特大学的关于石墨烯场效应管的论文。

该论文详细研究了石墨烯中的电荷转移和电子输运行为，这些研究对于理解石墨烯的物理性质和开发新的石墨烯器件至关重要。

3. 赵东保团队的论文详细研究了石墨烯的化学稳定性。

这篇文章讨论了石墨烯在各种化学环境中的稳定性，这对于石墨烯的实际应用和长期稳定性至关重要。

4. 还有一篇文献对石墨烯的制备技术进行了深入探讨，包括化学气相沉积、机械剥离、以及在溶液中的制备方法等。

文章分析了各种制备方法的优缺点，并讨论了如何进一步提高石墨烯的质量和产量。

5. 最后，一篇综述文章汇总了近年来石墨烯在各个领域的研究进展，包括电子学、光学、磁学、生物医学等。

这篇文章为读者提供了石墨烯研究的全面概述，有助于了解石墨烯在不同领域的应用前景。

以上文献均对石墨烯的性质、结构和应用进行了深入的研究和探讨，但具体的内容可能会因研究角度和数据更新而有所不同。

此外，石墨烯的研究是一个持续发展的领域，新的研究成果和方法也层出不穷，因此阅读最新的研究文献是获取最前沿信息的关键。

关于石墨烯的参考文献石墨烯是由未来材料学大师安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）于2004年发现的一种新型碳材料。

这种材料的发现颠覆了传统碳材料的应用前景和开拓领域。

以下是对石墨烯的参考文献的内容生动、全面、有指导意义的分析和总结。

1. 《石墨烯基纳米复合材料在生物医学领域的应用研究综述》本文详细分析了石墨烯基纳米复合材料在生物医学领域的应用。

石墨烯因其出色的导电性、导热性和高强度，被广泛地应用于生物医学领域。

将石墨烯与纳米材料复合可以改善石墨烯的可溶性和生物相容性，扩展了其应用范围。

这篇文章通过实例和案例详细阐述了石墨烯基纳米复合材料在生物医学领域中的特点和应用。

2. 《石墨烯光电器件的研究进展与展望》本文介绍了石墨烯光电器件在研究方面的进展和展望。

石墨烯具有极高的光电转换效率和广泛的吸收光谱范围，这使得它在制作光电器件方面具有天生优势。

在这篇文章中，作者以石墨烯光电器件的制备和性能控制为切入点，通过回顾石墨烯光电器件的研究进展，提出了一些可能的研究方向和未来发展趋势。

3. 《石墨烯复合材料填充剂的制备及其应用研究》本文主要研究石墨烯复合材料填充剂的制备及其应用研究。

石墨烯的出色性能和纳米级别的粒度，使其成为一种理想的高效填充剂。

在石墨烯掺杂的材料中，它能够显著提高材料的强度、硬度和热导率等性能。

这篇文章通过实验研究探索了石墨烯复合材料填充剂的制备方法和应用场景，并提出了具体的操作规范和注意事项。

4. 《石墨烯电池的制备与应用研究》本文重点研究了石墨烯电池的制备和应用。

石墨烯因其出色的导电性和机械性能，成为电池制备领域不可或缺的材料。

在石墨烯电池的制备和应用方面，本文详细介绍了纳米和复合石墨烯电极的制备方法、应用场景和性能等方面的特点。

基于实验结果，文章提出了石墨烯电池应用的展望和未来可能的研究方向。

总之，石墨烯是一种未来具有巨大潜力的材料。

1、发现之路
“二维结构”从想象到现实
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化连接形成的单原子层二维晶体，其厚 度为0.335nm，碳原子规整的排列于蜂窝状点阵结构单元之中。电子显微 镜下观测的石墨烯片，其碳原子间距仅0.142nm。
1、发现之路
Mather of all graphitic forms
Carbon Graphite C60 nanotube 石墨烯可看作是其他维数碳质材料的基本构建模块，它可以被包成 零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或堆叠成三维的石墨。
(2)单层石墨烯的导热率与片层宽度、缺陷密度和边缘粗糙度密切相 关；
(3) 石墨稀片层沿平面方向导热具有各向异性的特点； (4) 在室温以上，导热率随着温度的增加而逐渐减小。 (5)随着层数增多，热导率逐渐降低，当层数达到 5-8层以上，减小到 石墨的热导率值（理论2200W/mK，正常1000W/mK左右）
完美的二维晶体结构 无法在 非绝对零度稳定存在
1966年,大卫· 莫明(David Mermin)和 赫伯特· 瓦格纳(Herbert Wagner)提出 Mermin-Wagner理论,指出表面起伏会 破坏二维晶体的长程有序。
1、发现之路
实验物理学家及材料学家与理论物理学家不同, 他们不喜欢被理论所束缚。
石墨烯三维能带结构图
双极性场效应
2、特性
电学特性
以单层石墨烯为例，其电子等载流子的有效质量*为零，而且可在室温下 显示出量子霍尔效应*。还会发生电阻值固定不会随距离变化的“无散射 传输”*现象。
*有效质量：指连接运动量与能量的方程式2阶微分时的系数。有效质量为零时， 载流子就会像“光”一样快速运动。同时有利于提高施加电压时的响应速度。而 相对于磁场的“回旋（Cyclotron)重量”则不会为零。 *量子霍尔效应：对电子二维分布的层（二维电子系统）施加强磁场时，电子轨道 及能量水平所取的值不相关（量子化）的现象。一般只能在极低温度环境下观测 到这种现象。常被用作半导体品质较高的证据。 *无散射传输：又称弹道传输（ballistic transport）。会在材料中的载流子平均自 由行程长度大于材料的尺寸，而且载流子处于相干状态时发生。会失去材料本身 的电阻，只会因用来施加电压的电极能带构造而产生电阻（量子化电阻）。与超 电导极为不同的是，不会发生阻断外部磁场的现象（迈斯纳效应）。

石墨烯的研究进展石墨烯是一种二维自由态原子晶体，具有极佳的导电特性、导热特性、光学特性、机械特性，在各个不同的学科领域得到了大量探索和研究。

论文阐述了石墨烯的结构、特性、应用进展以及石墨烯具有的优缺点，并对石墨烯的应用提出了建议。

【Abstract】The graphene is a kind of two-dimensional free atom crystal with excellent conductivity，thermal conductivity，optical and mechanical properties. It has been explored and researched much in various subjects areas. In this paper，the structure，properties and application of graphene and its advantages and disadvantages are discussed. Paper puts forward the proposal for the graphene application.标签：石墨烯；结构；性质；应用1 引言石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是当前发现的唯一一种二维自由态原子晶体，是除金刚石以外其他碳晶体的基本结构单元，具有许多极佳的电子及机械性能，是当前使用的材料中最薄、强度最大、导电和导热性能最好的一种纳米材料[1]。

近年来，科学界对石墨烯的研究逐渐从石墨烯的制备研究转变到对石墨烯的应用研究，并对石墨烯在光电、医学、计算机晶体管等领域都进行了大量的研究，取得了较好的成果。

2 石墨烯的结构及特性2.1 结构石墨烯是一种单原子层的碳二维纳米材料，其点阵结构是由碳六元环组成的二维蜂窝状，是构成其他石墨材料的基本单元，石墨烯主要分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层或厚层石墨烯4个类别。

石墨烯相关研究文献汇总1.取少量鳞片石墨溶于芘-1-磺酸钠盐（Py-1-SO3）溶液，然后对溶液进行超声分散、离心洗涤，然后取上层溶液，进行表征。

经AFM 测试可知石墨片大小在0.2～0.4um，厚度在1～4nm。

从拉曼光谱得知，提高超声的处理时间可以减小石墨片的大小，并能得到较高的D 峰。

具体实验：取1mg芘-1-磺酸钠盐溶于10ml 蒸馏水中，并向其中加入30mg 鳞片石墨，超声80min后，离心（1000rpm，20min）去除大块未剥离的石墨，然后对上层液再离心（12000rpm，20min）收集上层液，向离心管下层加蒸馏水超声后再次离心收集上层液，如此重复三次。

将四次收集的上层液再次离心，去除石墨微粒，即为石墨烯分散液。

本文献还采用芘的其他磺酸盐和NMP进行分散作为对比研究。

文献：A simple method for graphene production based on exfoliation of graphite in water using 1-pyrenesulfonic acid sodium salt. Carbon,53 (2013) 357 –365.2.将天然石墨溶于IPA（2-丙醇）或DMF（二甲基甲酰胺）有机溶剂中，然后对溶液进行超声分散、离心后取400ul上层液，进行表征。

具体实验：取适量天然石墨分散在2-丙醇或者DMF中（1mg/mL），然后对溶液进行长时间超声，离心取上层溶液（400ul），滴于多孔无定形碳上（400目）进行TEM测试，另取400ul滴于氧化硅基底或者玻璃基底上，进行SEM及拉曼测试。

本文对不同的超声时间、有机溶剂以及超声时水的温度做了系统的探究，得出以下结论：随着超声时间的增加，石墨的碎片化显著增加（通过拉曼光谱ID /IG=C(λ)/La，La石墨碎片的平均尺寸）；石墨分散在一些与其表面自由能相近的溶剂中，其混合后的晗变接近于零，这样剥离石墨烯所需的能量较小（这样溶剂-石墨的相互作用是范德华力而不是共价键）。

石墨烯/聚合物纳米复合材料摘要：石墨烯由于其特殊的电导性、机械性能和大的表面积而具有巨大的科研价值，当加入适当时，这些原子薄碳层可以显著提高主要高聚物的物理性能。

我们首先按照从上到下的战略回顾一下从氧化石墨到石墨烯的生产工艺过程，包括每种方法的优点和缺点。

然后按溶解和熔融的战略即分散化学和加热的方法讨论降低氧化石墨在聚合物中的含量。

对于微粒大小的性质、表面性质和在基体中的离散性的技术分析也有介绍。

我们总结石墨烯/聚合物纳米复合材料的导电性、导热性、机械性能和阻气性。

我们结合石墨烯复合材料的加工和可量测性总结这些观点列出最近的挑战和这些新的纳米复合材料的远景。

1介绍基于炭黑、碳纳米管和层状硅酸盐的聚合物纳米复合材料被用于增强聚合物的机械性能、导电性、导热性和阻气性。

石墨烯极其特殊的物理性能和能溶于多种基本聚合物的结合的发现创造了一类新的聚合物纳米复合材料。

石墨烯是由sp2杂化的碳原子按蜂窝状结构排列成的单层、二维片状结构。

它被誉为其他所有不同维数的石墨碳的同素体的基础材料，例如，石墨（三维碳的同素体）由石墨烯的薄碳片正面向上堆积在一起并且分开距离为3.37A组成。

0维同素体，富勒烯（足球烯），可以想象成单层石墨烯的一部分卷曲成的。

一维碳同素体，碳纳米管和碳纳米带可以分别由单层石墨烯旋转和剪切制成。

实际上，然而，这些碳的同素体，除了碳纳米带，都不是由石墨烯合成的。

石墨是一种天然生成的材料，它最早的记载于1555年在英国的Borrowdale，但是它最早的应用可向前追溯4000年。

在1985年发现富勒烯后于1991年第一次合成单壁碳纳米管。

尽管生产石墨烯纳米片的第一个方法报道可以追溯到1970年，但对存在的单层石墨烯在2004年第一次被生产出来，用微机械剥离的方法从石墨中分离出石墨烯。

杨氏模量为1TPa和极限强度为130GPa，单层石墨烯为测量出来的最强的材料。

它的导热系数为5000W/cm3*KJ,与报道的碳纳米束最高值的上限相一致。

萧如珀
科学家时常找出巧妙的方法 来达成他们的研究目标， 即使那目 标是许多物理学家都认定长不出 来的名符其实之二维物质。 2003 年， 一位足智多谋的物理学家拿一 块石墨和一些透明胶带， 以无比的 耐心与坚持， 制造出一种神奇的奇 特新物质，它是纸质的百万倍薄， 比钻石坚固，传导性胜过铜， 我们 叫它石墨烯。 当有关石墨烯的第一 篇论文于第二年发表出来时， 它震 惊了物理界。 最先和同事诺沃肖洛夫
・
碎裂。 研究者说，鲨鱼与人类在进食方式上存在很大 差异， 尖吻鲭鲨撕 扯猎物身上的肉、 虎鲨是切割啃咬， 而人类则依靠餐 刀。 因此人类与鲨 鱼牙齿的区别不 是在硬度上， 而是 最初的设计用途 就不同。 （ 高 凌 云 编 译 自 ）
现代物理知识
2012
年
8
月
2
（ Kostya Novoselov）一起发现石 墨烯的是盖姆（ Andre Geim） 。盖 姆先就读于莫斯科物理科技大学， 再于俄罗斯莫斯科东北切尔诺戈洛夫卡 （ Chernogolovka）的固态物理学院获得博士学位。 他花了两年在俄罗斯微电子科技学院，之后在英国 诺丁汉大学 （ Nottingham University） 任研究员。 1994 年， 他接受荷兰奈梅亨大学 （ University of Nijmegen） 的教职，2001 年，搬回英国曼彻斯特大学，成为介 观科学和纳米技术中心主任。 盖姆擅长寻找古怪但有重要性的研究题目，他 于 1997 年使用磁场让一只青蛙漂浮升空， 登上报纸 头版头条，于 2000 年获得搞笑诺贝尔奖。他曾和他 钟爱的仓鼠（ hamster）共同发表一篇论文《探测地 球自转的反磁性悬浮回转仪》 ， 坚持说： “ H. A. M. S. ter Tisha 对悬浮实验有最直接的贡献。 ” （根据维基 百科全书，那只仓鼠后来还申请了荷兰奈梅亨大学 的博士学位。 ） 2007 年，他的实验室开发出一种仿 照壁虎黏性脚垫的微制造黏着剂。

同作用降低了界面的接触电阻。
4.其他应用 在化工领域，可通过各种物理化学方法将石墨烯涂覆到 金属表面，形成很薄的涂层，达到金属防腐的目的；可以 作为催化剂达到电催化和复合催化的作用等等。 在生物领域，嵌入生物传感器界面的石墨烯可增大电极
的有效表面积；将金属纳米粒子沉积在石墨烯表面，实现
铁磁性二维 graphene sheet 的结 构模型
石墨烯的应用前景
LOGO
目前，石墨烯的应用可以用一句话来概括： 市场巨大，产业化尚需时间。 石墨烯具有高导电性、高韧度、高强度、超大比
表面积等特点，在电子、航天、军工、新能源、新
材料等领域有广泛应用。
石墨烯的应用前景
取代硅用电子产品 传感器 用于电极材料
管的源极和漏极电极和与有机半导体的界面材料得到科学家的
关注。金属电极与有机半导体界面间存在较大接触电阻,制作电 极的材料必须具有高的载流子注入率,并且与有机半导体接触有
优异的界面属性。石墨烯因其稳定的结构和高的导电性成为未
来电极材料的主角。 石墨烯电极的场效应管的输出电压比铜和银输出电压明显高
出很多，且石墨烯与有机半导体间空穴注入势垒低，二者的共
。
目前，自由态的单层石墨烯在室温下的热导率可以 高达5000W/mK，是目前热导率最高的材料，但是附着 在 SiO2 基 体 上 的 石 墨 烯 的 测 试 热 导 率 却 只 有 600W/mK。Ghosh利用基于微拉曼光谱的无触点技术， 测 得 的 石 墨 烯 的 热 导 率 可 以 达 到 3080-5150W/mK 。 Saito 等人利用声子和电子的色散关系对石墨烯的热 导率进行了计算，结果表明石墨烯的热导率不存在方 向性，即在任何方向上的热导率都相同。
石墨烯的能带结构和布里渊区

1、Free-Sta nding Hierarchically San dwich-Type Tun gste n Disulfide Nano tubes/Graphe neAnode for Lithium-Io n Batteries (独立的分层三明治型WS2纳米管与石墨烯复合型锂离子电池阳极材料)Renjie Chen, Teng Zhao, Weiping Wu, Feng Wu, Li Li, Ji Qian, Rui Xu,Huiming Wu, Hassan M. Albishri, A.S. Al-Bogami, Deia Abd El-Hady, Jun Lu, and Khalil AmineNano Lett., 2014, 14 (10), pp 5899 -5904Publication Date (Web): August 27, 2014 (Letter)DOI: 10.1021/nl502848z2、Graphene Nanoribbon/V z O s Cathodes in Lithium-IonBatteries (石墨烯纳米带与V2O5复合锂离子电池阴极)Yang Yang, Lei Li, Huilong Fei, Zhiwei Peng, Gedeng Ruan, and James M.TourACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (12), pp 9590 -9594Publication Date (Web): May 20, 2014 (Research Article)DOI: 10.1021/am501969m3、Ano malous In terfacial Lithium Storage in Graphe ne/TiO2for Lithium Ion Batteries (锂离子电池用石墨烯/TiO2复合材料的无定形界面中Li存储研究)Enzuo Liu, Jiamei Wang, Chunsheng Shi, Naiqin Zhao, Chunnian He, JiajunLi, and Jian-Zhong JiangACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (20), pp 18147 -8151Publication Date (Web): September 23, 2014 (Research Article)DOI: 10.1021/am50504234、Carbon-Coated Mesoporous TQ2 Nano crystals Grow n on Graphe ne forLithium-Ion Batteries (在石墨烯上生长用于锂离子电池的碳包覆介孔TiO2纳米晶)Zehui Zhang, Ludan Zhang, Wei Li, Aishui Yu, and Peiyi WuACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7 (19), pp 10395 -0400Publication Date (Web): April 30, 2015 (Research Article)DOI: 10.1021/acsami.5b014505、Tin Disulfide Nano plates on Graphe ne Nan oribb ons for Full Lithium Ion Batteries (在石墨烯纳米带上生长用于全锂离子电池的SnS2纳米盘)Caitian Gao, Lei Li, Abdul-Rahman O. Raji, Anton Kovalchuk, Zhiwei Peng,Huilong Fei, Yongmin He, NamDong Kim, Qifeng Zhong, Erqing Xie, andJames M. TourACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7 (48), pp 26549 -26556Publication Date (Web): November 12, 2015 (Research Article)DOI: 10.1021/acsami.5b077686、Si ~Mn/Reduced Graphe ne Oxide Nano composite Ano des with Enhanced Capacity and Stability for Lithium-Io nBatteries (用于提高锂离子电池的容量和稳定性的Si-Mn/还原氧化石墨烯纳米复合阴极材料)A Reum Park, Jung Sub Kim, Kwang Su Kim, Kan Zhang, Juhyun Park, Jong Hyeok Park, Joong Kee Lee, and PilJ. YooACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (3), pp 1702 -1708Publication Date (Web): January 20, 2014 (Research Article)DOI: 10.1021/am404608d7、Branched Graphene Nanocapsules for Anode Material ofl.ithium-lon Batteries (用于锂离子电池阴极材料的树枝状石墨烯纳米胶囊材料)Chuangang Hu, Lingxiao Lv, Jiangli Xue, Minghui Ye, Lixia Wang, andLiangti QuChem. Mater., 2015, 27 (15), pp 5253 -5260Publication Date (Web): July 14, 2015 (Article)DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b01398& Three-Dimensional Macroporous Graphene -_i2FeSiO4Composite as Cathode Material for Lithium-lo n Batterieswith Superior Electrochemical Performa nces (用于锂离子电池、具有优异的电化学性能的三维多孔石墨烯-Li 2FeSiO4复合阳极材料)Hai Zhu, Xiaozhen Wu, Ling Zan, and Youxiang ZhangACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (14), pp 11724 -1733Publication Date (Web): June 25, 2014 (Research Article)DOI: 10.1021/am502408m9、Fluorine-Doped SnO?@Graphene Porous Composite for HighCapacity Lithium-Ion Batteries (用于高容量锂离子电池的氟掺杂SnO2@石墨烯多孔复合材料)Jinhua Sun, Linhong Xiao, Shidong Jiang, Guoxing Li, Yong Huang, andJianxin GengChem. Mater., 2015, 27 (13), pp 4594 -4603Publication Date (Web): June 16, 2015 (Article)DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b0088510、H ighly Conductive Freestanding Graphene Films as Anode Current Collectors for Flexible Lithium-lonBatteries (用于柔性锂离子电池集流体的具有高电导率独立石墨烯薄膜)Kuldeep Rana, Jyoti Singh, Jeong-Taik Lee, Jong Hyeok Park, and Jong-Hyun AhnACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (14), pp 11158 -1166Publication Date (Web): April 23, 2014 (Research Article)DOI: 10.1021/am500996c11、G raphe ne as an In terfacial Layer for Improv ing Cycli ng Performa nee of Si Nano wiresin Lithium-Ion Batteries (石墨烯作为界面层提高锂离子电池用Si纳米线的循环性能)Fan Xia, Sunsang Kwon, Won Woo Lee, Zhiming Liu, Suhan Kim, TaeseupSong, Kyoung Jin Choi, Ungyu Paik, and Won Il ParkNano Lett., 2015, 15 (10), pp 6658 七664Publication Date (Web): September 11,2015 (Letter)DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b0248212、F abrication of Graphene Embedded LiFePO4 Using a Catalyst Assisted Self AssemblyMethod as a Cathode Material for High Power Lithium-lo n Batteries (用催化辅助自组装法制备用于高能量型锂离子电池的嵌有石墨烯的LiFePO4的阳极材料)WonKeun Kim, WonHee Ryu, DongWook Han, SungJin Lim, JiYong Eom, and HyukSang KwonACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (7), pp 4731 -4736Publication Date (Web): March 12, 2014 (Research Article)DOI: 10.1021/am405335k13、M esoporous Td Nanocrystals Grown in Situ onGraphene Aerogels for High Photocatalysis and Lithium-lon Batteries (在石墨烯上原位生长微孔TiO2纳米晶以用于高效光催化和锂离子电池)Bocheng Qiu, Mingyang Xing, and Jinlong ZhangJ. Am. Chem. Soc., 2014, 136 (16), pp 5852 -855Publication Date (Web): April 8, 2014 (Communication)DOI: 10.1021/ja500873u14、F abrication of Nitrogen-Doped Holey Graphene Hollow Microspheres and Their Use as an Active Electrode Material for Lithium Ion Batteries (在中空微米球上制备氮掺杂多孑L石墨烯机器用于锂离子电池的活性电极中)Zhong-Jie Jiang and Zhongqing JiangACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (21), pp 19082 -9091Publication Date (Web): October 13, 2014 (Research Article)DOI: 10.1021/am505060415、E lastic a-Silic on Nano particle Backb oned Graphe neHybrid as a Self-Compact ing Anode for High-Rate Lithiumlon Batteries (用于高倍率锂离子电池的具有自密实的阴极材料：生长弹性a-Si纳米颗粒的石墨烯)Minseong Ko, Sujong Chae, Sookyung Jeong, Pilgun Oh, and Jaephil ChoACS Nano, 2014, 8 (8), pp 8591 七599Publication Date (Web): July 31,2014 (Article)DOI: 10.1021/nn503294z16、H igh-Rate, Ultralong Cycle-Life Lithium/Sulfur BatteriesEnabled byNitrogen-Doped Graphene (用于高倍率超长循环寿命Li-S电池的氮掺杂石墨烯)Yongcai Qiu, Wanfei Li, Wen Zhao, Guizhu Li, Yuan Hou, Meinan Liu, LishaZhou, Fangmin Ye, Hongfei Li, Zha nhua Wei, Shihe Yang, Wenhui Duan,Yifan Ye, Jinghua Guo, and Yuegang ZhangNano Lett., 2014, 14 (8), pp 4821 -4827Publication Date (Web): July 29, 2014 (Letter)DOI: 10.1021/nl502047518、P hosphorus and Nitrogen Dual-Doped Few-Layered Porous Graphene: AHigh-Performa nee Anode Material for Lithium-I on Batteries (一种用于锂离子电池的具有高性能阴极材料：磷和氮双共掺杂少层多孔石墨烯)Xinlong Ma, Guoqing Ning, Chuanlei Qi, Chenggen Xu, and Jinsen GaoACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (16), pp 14415 -4422Publication Date (Web): August 8, 2014 (Research Article)DOI: 10.1021/am503692g19、A n Advaneed Lithium-Ion Battery Based on a GrapheneAnode and a Lithium Iron Phosphate Cathode (一种基于石墨烯阴极和LiFePO4阳极的先进锂离子电池)Jusef Hassoun, Francesco Bonaccorso, Marco Agostini, Marco Angelucci,MariaGrazia Betti, Roberto Cingolani, Mauro Gemmi, Carlo Mariani,Stefania Panero, Vittorio Pellegrini, and Bruno Scrosati Nano Lett., 2014, 14 (8), pp 4901 -4906Publication Date (Web): July 15, 2014 (Letter)DOI: 10.1021/nl502429m20、U ltrasmall TiO 2 Nanoparticles in Situ Growth onGraphene Hybrid as Superior AnodeACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7 (21), pp 11239 -1245Publication Date (Web): May 12, 2015 (Research Article)DOI: 10.1021/acsami.5b02724Material for Sodium/Lithium Ion Batteries (石墨烯上原位生长超小TiO2纳米颗粒复合材料用作钠/锂离子电池阴极材料)Huiqiao Liu, Kangzhe Cao, Xiaohong Xu, Lifang Jiao, Yijing Wang, andHuatang Yuan21、General Strategy for Fabricating Sandwich-likeGraphene-Based Hybrid Films for Highly ReversibleLithium Storage (用于高可逆Li存储的类三明治石墨烯基混合薄膜的常用制备方法)Xiongwu Zhong, Zhenzhong Yang, Xiaowu Liu, Jiaqing Wang, Lin Gu, andYan YuACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7 (33), pp 18320 -8326Publication Date (Web): August 10, 2015 (Research Article)DOI: 10.1021/acsami.5b0394222、An ionic self-assembly approach towards sandwich-like graphene/SnOgraphene nano sheets for enhan ced lithium storage一种离子自组装法制备用于提高Li存储的类三明治型纳米片：石墨烯/SnO2/石墨烯)Jin zua n Wang, Ping Liu, Yan sha n Huang, Jia nzhong Jia ng, Sheng Han, Dongqing Wu andXin lia ng FengRSC Adv., 2014,4, 57869-57874DOI: 10.1039/C4RA10573G, Paper23、3D porous hybrids of defect-rich MoS2/graphe ne nano sheets with excelle nt electrochemical performa nee as anode materials for lithium ion batteries锂离子电池用具有优异的电化学性能的三维多孔复合阴极材料：具有大量缺陷的MoS2/石墨烯纳米片)Lon gshe ng Zhang, Wei Fan, Weng Weei Tjiu and Tianxi LiuRSC Adv., 2015,5, 34777-34787DOI: 10.1039/C5RA04391C, Paper24、Nb2O5/graphe ne nano composites for electrochemical en ergy storag 用于电化学能量存储的Nb2O5/石墨烯纳米复合材料)Paulraj Arun kumar, Ajithan G. Ashish, Bi nson Babu, Som Sara ng, Abhi n Suresh, Chithra H. Sharma, Madhu Thalakulam and Manikoth M. ShaijumonRSC Adv., 2015,5, 59997-60004DOI: 10.1039/C5RA07895D, Paper25、Green synthesis of 3D SnO2/graphene aerogels and their application in lithium-ion batteries (绿色合成3DSnO2/石墨烯气凝胶机器在锂离子电池中的应用)Chen Gong, Yon gqua n Zhang, Min ggua ng Yao, Yin gji n Wei, Quanjun Li, Bo Liu, Ran Liu, Zhen Yao, Tia n Cui, Bo Zou and Bingbing LiuRSC Adv., 2015,5, 39746-39751DOI: 10.1039/C5RA05711F, Paper26、Electrochemical lithium storage of a ZnF e2O4/graphe ne nano composite as an anode material for rechargeable lithium ion batterie (可充电锂离子电池阴极材料ZnFe2O4/ 石墨烯纳米复合材料的电化学Li存储)Alok Kumar Rai, Sungjin Kim, Jihyeon Gim, Muhammad Hilmy Alfaruqi, Vinod Mathew andJaekook KimRSC Adv., 2014,4, 47087-47095DOI: 10.1039/C4RA08414D, Paper27、TiO2 nano tubes grow n on graphe ne sheets as adva need anode materials for high rate lithium ion batteries (用于高倍率锂离子电池的在石墨烯片上生长TiO2纳米管的阴极材料)Yufeng Tang, Zhanqiang Liu, Xujie L , Baofe ngWa ng and Fuqia ng HuangRSC Adv., 2014,4, 36372-36376DOI: 10.1039/C4RA05027D, Paper28、N-doped TiO 2 nano tubes/N-doped graphe ne nano sheets composites as high performa nee anode materials in lithium-ion battery （氮掺杂TiO2纳米管/氮掺杂石墨烯纳米片复合材料用于高性能锂离子电池阴极材料）Yuem ing Li, Zhigua ng Wang and Xiao-Jun LvJ. Mater. Chem. A , 2014,2, 15473-15479DOI: 10.1039/C4TA02890B, Paper29、A highly nitrogen-doped porous graphene —an anode material for lithium ion batteries （高氮掺杂多孔石墨烯一一种用于锂离子电池的阴极材料）Zhu-Yin Sui, Caiy un Wang, Qua n-She ng Ya ng, Kewei Shu, Yu-Wen Liu, Bao-Ha ng Han and Gordo n G. WallaceJ. Mater. Chem. A , 2015,3, 18229-18237DOI: 10.1039/C5TA05759K, Paper30、The effect of titanium in Li 3V2（PO4）3/graphene composites as cathode material for high capacity Li-ion batteries （一种用于高容量锂离子电池阳极材料：Ti在Li3V2（PO4）3/石墨烯复合物中的作用）Man soo Choi, Kisuk Kang, Hyun-Soo Kim, Young Moo Lee and Bon g-Soo JinRSC Adv., 2015,5, 4872-4879DOI: 10.1039/C4RA09389E, Pap er31、Assess ing the improved performa nee of freesta nding, flexible graphe ne and carb on nano tube hybrid foams for lithium ion battery an odes （组装用于提高锂离子电池阴极性能的具有独立柔性的石墨烯和碳纳米管混合泡沫）Adam P. Coh n, La ndon Oakes, Rachel Carter, Shaha na Chatterjee, An drew S. Westover, Keith Share and Cary L. PintNan oscale, 2014,6, 4669-4675DOI: 10.1039/C4NR00390J, Pap er32、Con trolled Lithium Den drite Growth by a Syn ergistic Effect ofMultilayered Graphe ne Coati ng and an Electrolyte Additive （通过多层石墨烯包覆和电解液添力口剂的协同效应来控制锂枝晶的生长）Joo-Se ong Kim, Dae Woo Kim, Hee Tae Jung, and Jang Wook ChoiChem. Mater., 2015, 27 （8）, pp 2780 T2787Publication Date （Web）: March 26, 2015 （Article）DOI: 10.1021/cm503447u33、Self-assembled graphene and LiFePO4 composites with superior high rate capability forlithium ion batteries （自组装具有高倍率容量的石墨烯和LiFePO4复合材料用于锂离子电池）Wen-Bin Luo, Shu-Lei Chou, Yu-Chun Zhai and Hua-Kun LiuJ. Mater. Chem. A , 2014,2, 4927-4931DOI: 10.1039/C3TA14471B, Paper34、Graphe ne enhanced carb on-coated tin dioxide nano particles for lithium-i on sec on dary batteries （石墨烯增强碳包覆TiO2纳米颗粒用于锂离子电池）Zhon gtao Li, Guilia ng Wu, Dong Liu, Wen ti ng Wu, Bo Jia ng, Jin gta ng Zheng, Yanpeng Li,Jun hua Li and Min gbo WuJ. Mater. Chem. A , 2014,2, 7471-7477DOI: 10.1039/C4TA00361F, Paper35、Mild soluti on syn thesis of graphe ne loaded with LiFePO 4 -C nano platelets for highperformanee lithium ion batteries （温和溶液法在碳包覆LiFePO4上合成石墨烯用于提高锂离子电池性能）Much un Liu, Yan Zhao, Sen Gao, Yan Wang, Yuex in Duan, Xiao Han and Qi DongNew J. Chem., 2015,39, 1094-1100DOI: 10.1039/C4NJ01485E, Paper36、Flexible free-standing graphene paper with intereonneeted porous structure for energy storage （互联多孔结构的柔性独立石墨烯纸用于能量存储）Kewei Shu, Caiy un Wang, Sha Li, Chen Zhao, Yang Yang, Huak un Liu and Gordon WallaceJ. Mater. Chem. A , 2015,3, 4428-4434DOI: 10.1039/C4TA04324C, Paper37、Dual roles of iron powder on the syn thesis of LiFePO 4@C/graphe ne cathode a nano compositefor high-performanee lithium ion batteries （Fe粉在合成用于高性能锂离子电池阳极材料LiFePO4@C/石墨烯纳米复合材料中的双重作用）Tiefe ng Liu, Jin gxia Qiu, Bo Wang, Yazhou Wang, Dianlong Wang and Shanqing ZhangRSC Adv., 2015,5, 100018-100023DOI: 10.1039/C5RA20712F, Paper38、TiO2（B） -CNT -graphene ternary composite anode material for lithium ion batteries （用于锂离子电池的TiO2 （B）-碳纳米管-石墨烯三元复合阳极材料）Tao Shen, Xufe ng Zhou, Hailia ng Cao, Chao Zhe ng and Zhaop ing LiuRSC Adv., 2015,5, 22449-22454DOI: 10.1039/C5RA01337B, Pap er39、Desired crystal oriented LiFePO 4 nanoplatelets in situ anchored on a graphene cross-linked conductive network for fast lithium storage （用于快离子存储的在石墨烯上原位生长具有一定晶向方向的且互联导电LiFePO4纳米盘网络）Bo Wang, Anmin Liu, Wael Al Abdulla, Dia nlong Wang and X. S. ZhaoNanoscale, 2015,7, 8819-8828DOI: 10.1039/C5NR01831E, Paper40、Nitrogen and fluorine co-doped graphene as a high-performanee anode material forlithium-ion batteries （用于锂离子电池的高性能阴极材料：氮和氟共掺杂石墨烯）Shizhe ng Huang, Yu Li, Yiyu Feng, Haora n An, Peng Long, Chengqun Qin and Wei FengJ. Mater. Chem. A , 2015,3, 23095-23105DOI: 10.1039/C5TA06012E, Paper41、Ge -raphene -carbon nanotube composite anode for high performance lithium-ion ba卄eries （用于高性能锂离子电池的锗-石墨烯-碳纳米管复合材料）Shan Fang, Laifa Shen, Hao Zheng and Xiaoga ng ZhangJ. Mater. Chem. A , 2015,3, 1498-1503DOI: 10.1039/C4TA04350B, Paper42、Reduced Graphene Oxide in Cathode Formulations Based on LiNi0.5Mn 1.5O4 Batteries and Energy Storage（基于LiNi0.5Mn 1.5O4电池的还原氧化石墨烯在阳极中的构成）C. Arbizza ni, L. Da Col, F. De Giorgio, M. Mastragost ino, and F. SoaviJ. Electrochem. Soc. 2015 162:A2174-A2179; doi:10.1149/2.0921510jes。

石墨烯综述概要：自2004年石墨烯横空出世，便引起全世界科学家的关注。

随着研究的一步步深入，石墨烯的各项有点更是引起世界的惊叹。

第一次成功制备出石墨烯的两位科学家安德烈·K·海姆和康斯坦丁·沃肖洛夫也在2010年夺得诺贝尔物理学奖。

本文从石墨烯的发现，结构，特性，制备及应用几个方面出发，对石墨烯做了一次比较简单，全面的综述。

关键字：石墨烯，发现，结构，特性，制备，应用一，发现及研究进展斯哥尔摩2010年10月5日电瑞典皇家科学院5日宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·K·海姆和康斯坦丁·沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。

2004年，英国曼彻斯特大学的安德烈·K·海姆(Andre K. Geim)等利用胶带法制备出了石墨烯。

一问世，就受到广泛关注，对石墨烯的研究也越来越深入，石墨烯独特的碳二维结构，优越的性能，广泛的应用前景更是吸引了全世界科学家的目光。

可以说自2004年石墨烯横空出世，便轰动了整个世界，引起了全世界的研究热潮。

如今已过去五年，对石墨烯的研究热度却依然不减。

在短短的五年时间内，仅在Nature 和Science 上发表的与石墨烯相关的科研论文就达40 余篇。

新闻发布会上，美联社记者问及石墨烯的应用前景，海姆回答，他无法作具体预测，但以塑料作比，推断石墨烯“有改变人们生活的潜力”。

二，石墨烯的结构石墨是三维（或立体）的层状结构，石墨晶体中层与层之间相隔340pm，距离较大，是以范德华力结合起来的，即层与层之间属于分子晶体。

但是，由于同一平面层上的碳原子间结合很强，极难破坏，所以石墨的溶点也很高，化学性质也稳定，其中一层就是石墨烯。

石墨烯是由单层碳原子组成的六方蜂巢状二维结构，即石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。

这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.335纳米，把20万片薄膜叠加到一起，也只有一根头发丝那么厚。

文献综述.石墨烯文献综述石墨烯的计算物理研究近况石墨烯的计算物理研究近况一、石墨烯晶体的研究近况单层的二维石墨单晶，因其面外声子振动模式的存在，并不认為能够孤立的稳定存在。

因此，单层的二维石墨单晶，石墨烯，於2004 年通过在SiO2 表面上巧妙的光学效应被观测到，且具有奇异的电学特性，引起广泛关注。

石墨烯的电子特性主要由其π电子控制。

由於构成石墨烯的每个碳仅有一个π电子，导致π电子能带為半填充。

在过渡金属元素组成的材料中，电子的半填充特性对电子的强关联物理具有重要的影响。

在过渡金属元素中，由於原子核对d 电子有强的束缚性，在同一格位元的电子之间又有强的库仑排斥作用，导致由过渡金属元素组成的化合物中，特别是氧化物中，存在强的关联效应，磁性和绝缘特性。

最近的实验资料支持第一性原理计算的电子能带结构。

在以单电子近似為基础的电子低能线性色散关系的基础上，电子-电子之间的相互作用以及相关的电子关联特性成為石墨烯电子物理研究的重点。

在外加磁场下，奇异的整数量子霍尔效应，特别是仅室温边可观测到此效应( 实际上，正是这种奇异的整数量子霍尔效应证实了能带理论框架下Dirac 费米子的电子特性）。

Dirac 费米子可以百分之一百的几率通过经典的势垒禁区。

Dirac 费米子在外加限制势下可导致电子波的jittery 运动，即所谓的Zitterbewegung 现象。

在石墨烯上，由於下面衬底（如SiO2 表面）结构的杂质电荷引起的静电效应，石墨烯本身外平面声子震动引起的起伏和与衬底作用引起的起伏，以及石墨烯產生过程中必然引起的点缺陷，这些无序引起的局域的静电势效应，都可能导致对石墨烯的电子导电特性有重要影响。

二、石墨烯器件的研究近况随著电子器件的小型化，低於50nm 尺寸的纳米电子器件的要求使石墨烯成為理想的候选材料。

因此，裁剪石墨烯，在二维平面中引入纳米尺寸（如石墨烯纳米带），以及引入的边界问题值得考虑，特别是由於石墨烯电子的手征特徵所引起的边界效应，边界电子态的存在，以及边界态对电子输运的影响。

石墨烯引领低碳生活阅读理解《石墨烯引领低碳生活阅读理解：一场奇妙的科技之旅》嘿，朋友们！今天咱来唠唠这个超厉害的石墨烯引领低碳生活。

你们晓得不？这玩意儿可真是个宝啊！先来说说咱平时的低碳生活吧。

咱一直在说要环保啦，要爱护地球妈妈啦，可有时候感觉就像喊口号，没太整明白到底咋弄具体点。

但石墨烯的出现，就像给咱点亮了一盏明灯。

你想想，有了石墨烯，那些电动汽车的电池就能变得更厉害，跑得更远，还不用老充电。

这意味着啥？意味着咱以后开着车既环保又省钱，再也不用心疼油钱啦！开着电动汽车，咱就像在为地球做按摩，让她舒服舒服。

还有呢，石墨烯做的保暖材料，那叫一个牛啊！薄薄的一层就能让你暖呵呵的，冬天不用裹成粽子一样出门啦。

这样省电又省能源，可不就是为低碳生活做贡献嘛！感觉自己就像是个小小的环保英雄。

再说说咱日常用的那些电子设备，石墨烯让它们变得更轻巧、更高效。

用起来那叫一个爽！就像突然发现了一个隐藏的宝藏功能一样。

咱用着这样的高科技玩意儿，心里那叫一个美啊！而且还能环保，可真是一举两得。

我就觉得吧，石墨烯引领的低碳生活就像是一场奇妙的科技之旅。

咱一开始可能还不太懂，但慢慢走进去就会发现，哇塞，原来这么好玩，这么有意思！就好像打开了一个全新的世界。

每次我看到那些关于石墨烯的新闻和研究，都觉得特别兴奋。

想象着未来咱的生活因为它而变得更加美好、更加绿色，就忍不住笑出声来。

这石墨烯就像是低碳生活的魔法棒一样，轻轻一挥，就能带来好多惊喜。

咱可得好好跟上这个潮流，多了解了解石墨烯，多支持支持低碳生活。

毕竟，地球是咱共同的家，得好好爱护不是？让我们一起在石墨烯的引领下，愉快地开启这场低碳生活的奇妙之旅吧！相信我，你会爱上它的！。

纳米科技前沿Page1of 18题目：纳米材料——石墨烯摘要随着纳米材料的快速发展，纳米材料有着众多优秀的理化性质，同时，还包括在应用领域优秀的应用性能，本文从纳米材料的基本性质出发，叙述纳米材料的特有性质，继而本文叙述了对于标志这纳米材料发展的有着重要意义的三种材料——富勒烯，碳纳米管，石墨烯。

而本文的核心是关于目前最具前景的纳米材料——石墨烯。

石墨烯是一种碳纳米二维材料，原子以sp2杂化轨道方式构成，平面像六角的蜂巢结构，质料非常牢固坚硬，在室温状况，传递电子的速度比已知导体都快，而全材料仅一个碳原子厚度，是全世界已知材料最薄的材料。

本文从石墨烯的发展历史出发，叙述石墨烯的优异理化性质，最后叙述石墨烯的不同制备方法以及该方法的优劣之处。

关键词：石墨烯理化性质制备方法AbstractWith the rapid development of nanomaterials, nanomaterials have many excellent physical and chemical properties, as well as excellent application properties in the field of application. Starting from the basic properties of nanomaterials, this paper describes the unique properties of nanomaterials, and then describes three kinds of materials which are of great significance to mark the development of nanomaterials: fullerenes, carbon nanotubes, carbon nanotubes, Graphene. The core of this paper is about the most promising nano material graphene.Graphene is a kind of carbon nano two-dimensional material. The atoms are composed of SP2 hybrid orbitals. The plane is like a hexagonal honeycomb structure. The material is very firm and hard. At room temperature, the speed of electron transfer is faster than that of known conductors. The whole material is only one carbon atom thick, which is the thinnest known material in the world. Starting from the development history of graphene, this paper describes the excellent physical and chemical properties of graphene, and finally describes the different preparation methods of graphene and the advantages and disadvantages of this method.Key words: physical and chemical properties of graphene, preparation methods.目录1纳米材料概述 (4)1.1纳米材料 (4)1.2纳米材料的基本特性 (4)1.2.1 表面效应 (4)1.2.2 小尺寸效应 (4)1.2.3 磁学性质 (6)1.2.4 量子尺寸效应 (6)1.2.5 宏观量子隧道效应 (6)1.2.6 纳米材料奇特的物理性能 (7)1.3纳米材料的发展 (7)1.3.1 富勒烯 (7)1.3.2 碳纳米管 (9)1.3.3 石墨烯 (10)2石墨烯 (13)2.1石墨烯概述 (13)2.2石墨烯的性质 (13)2.2.1 结构性质 (13)2.2.2 电子性质 (14)2.2.3 其他性值 (16)2.3石墨烯的制备 (16)2.3.1 机械剥离法 (17)2.3.2 碳化硅表面外延生长法 (17)2.3.3 化学气相沉积法 (18)2.3.4 氧化石墨还原法 (18)3参考论文............................................................................................ 错误!未定义书签。