自由态二维碳原子晶体—单层石墨烯.PDF

第 23卷 　第 2期 新 　型 　炭 　材 　料 Vo l. 23　No. 2 　 2008年 6月 N EW CARBON MA TER IAL S Jun. 2008 　 文章编号 : ( 2008) 自由态二维碳原子晶体 —单层石墨烯 1 1 2 2 杨全红 , 　吕　伟 , 　杨永岗 , 　王茂章 ( 1. 天津大学 化工学院, 天津 300072; 2. 中国科学院炭材料重点实验室 中国科学院山西煤炭化学研究所 , 山西 太原 03000 1) 摘 　要 : 　石墨烯是近年发现的二维碳原子晶体 , 是 目前碳质材料和凝聚态物理领域的研究热点之一 。石墨烯是 2 构筑零维富勒烯 、一维碳纳米管 、三维体相石墨等 sp 杂化碳的基本结构单元 , 具有更多奇特的性质 。通过简要介 ( ) 绍石墨烯的发现历史及分子结构 , 重点评述了石墨烯奇特的性质 特别是电学性质 和潜在的应用领域 。 关键词 : 　石墨烯; 二维晶体; 层状材料; 电子性质 中图分类号 : 　TQ 127. 1 文献标识码 : 　A 1　前言 存在 [ 4 ] 。 1988年 , 日本东北大学京谷隆教授等在用蒙脱 碳元素广泛存在于 自然界 , 其独特的物性和多 土做模板制备高度定向石墨的过程中, 以丙烯腈为 样的形态随着人类文明的进步而逐渐被发现 。碳元 碳源 ,在蒙脱土二维层间得到了石墨烯片层 , 不过这 素有很多种同素异形体 , 最为人们所熟知的就是 sp2 种片层在脱除模板后不能单独存在 , 很快会形成高 3 杂化的石墨和 sp 杂化的金刚石 。1985 年富勒烯 [ 5 ] 度取向的体相石墨 。2004 年 , N ovose lov 等第一 ( Fu lle ren e) 的发现 [ 1 ] 和 199 1年碳纳米管 ( C arbon ( ) 次用机械剥离法 M echan ica l c leavage 获得单层和 nano tubes) 的发现 [ 2 ] , 扩大了碳的同素异形体的范 [ 6 ] 2层 ～3层石墨烯片层 (图 1) , 而且可在外界环境 畴, 也使人们对碳元素的多样性有了更深刻的认识 ,