前沿讲座石墨烯研究进展
石墨烯的研究和发展趋势
石墨烯的研究和发展趋势石墨烯被誉为“二十一世纪最重要的材料之一”，其具有高强度、高导电性、高热导性、良好的透明性、柔韧性及耐腐蚀性等多种优良性能，吸引着科学家和工程师的极大关注。
本文将从石墨烯的基本结构和性质、石墨烯的研究历程、产业化进展以及未来的发展趋势等方面阐述石墨烯的研究和发展趋势。
一、石墨烯的基本结构和性质石墨烯是由单层碳原子构成的二维晶体结构，具有独特的二维结构。
以图1为例，石墨烯由一个或多个六元环组成，碳原子通过共价键相连，形成六角形的晶格结构。
其中，每个碳原子有三个共价键和一个未饱和的π键，形成一个sp2杂化轨道。
从宏观上看，石墨烯的厚度仅为0.33纳米，但其面积却可以达到平方米级别。
石墨烯因其独特的结构，具有多种优异的物理、化学和电学性质，是一种具有极高应用价值的新型材料。
石墨烯的性质之一是高导电性。
由于其电荷载流子是电子，且具有极高的电子迁移速率，所以石墨烯的电导率要高于铜。
石墨烯的热传导率也非常高，比铜高达10倍以上。
此外，石墨烯具有良好的透明度和柔韧性，对紫外线和红外线也有很好的吸收和反射能力，因此被广泛应用于透明电子器件和导电柔性器件。
二、石墨烯的研究历程石墨烯的发现可以追溯到1947年，当时瑞士化学家Hanns-Peter Boehm发现石墨烯在电子显微镜下具有“聚集”现象。
但直到2004年，英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆（Andre Geim）和孔德·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）两位研究员通过一种新颖的机械剥离法成功分离出石墨烯，同时发现了石墨烯的导电性和稳定性。
他们的发现为石墨烯的研究开启了新的篇章。
自此以后，石墨烯的研究发展取得了突飞猛进的进展。
石墨烯团队开创了预测、制备和研究石墨烯的学科领域，石墨烯的研究成果也获得了多种国际奖项的荣誉。
石墨烯成为自第二次世界大战以来引起全球科学家共同关注的新型材料。
三、石墨烯的产业化进展我们刚刚谈到石墨烯在研究上的重要性，而在工业化方面，石墨烯也有广泛的应用前景。
神奇的石墨烯——石墨烯研究进展
神奇的石墨烯——石墨烯的研究进展石墨烯简介石墨烯（Graphene），又称单层石墨，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。
石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在[1]，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光"；导热系数高达5300 W/m•K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过15000 cm2/V•s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6 Ω•cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。
因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。
由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。
石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同，是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格(honeycomb crystal lattice)排列构成的单层二维晶体。
石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。
石墨烯的命名来自英文的graphite(石墨) + -ene(烯类结尾)，也可称为“单层石墨”。
石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。
石墨烯的结构非常稳定，碳碳键（carbon-carbon bond）仅为1.42Å。
石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。
这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。
另外，石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。
石墨烯在聚合物改性中的研究进展
石墨烯在聚合物改性中的研究进展石墨烯是一种由碳原子形成的二维晶格结构，具有独特的电子、热学和力学性质，因此在材料科学领域引起了广泛的关注。
石墨烯在聚合物改性中的研究也取得了一些进展，这对于改善聚合物的性能具有重要的意义。
目前，石墨烯与聚合物的复合材料已经被广泛研究和应用。
石墨烯以其良好的导电性、热导率和机械性能等特点，可以显著改善聚合物的性能。
将石墨烯添加到聚合物中可以提高电导率，因此可以用于制备导电聚合物材料。
石墨烯还可以提高聚合物的力学性能和热稳定性。
石墨烯与聚合物的复合材料可以通过不同的方法制备。
一种常用的方法是将石墨烯分散在聚合物溶液中，并通过溶剂挥发或冷凝方法制备复合膜。
还有一种方法是在聚合物溶胶中添加石墨烯，并通过凝胶化和固化方法制备复合材料。
石墨烯还可以通过高分子交联方法与聚合物进行化学反应，形成化学交联的复合材料。
石墨烯在聚合物改性中的应用已经取得了一些重要的成果。
研究表明，添加适量的石墨烯可以显著提高聚合物的导电性能。
将石墨烯添加到聚合物中可以将导电性能提高几个数量级。
石墨烯还可以显著提高聚合物的力学性能。
研究表明，添加少量的石墨烯可以将聚合物的弯曲模量和抗拉强度提高数倍。
石墨烯还可以提高聚合物的热稳定性和阻燃性能。
研究表明，添加石墨烯可以显著提高聚合物的热分解温度和耐热性能。
目前，石墨烯与聚合物的复合材料已经在电子、光电和生物医学等领域得到了广泛的应用。
石墨烯与聚合物的复合材料可以用于制备柔性电子设备，如柔性电池、柔性传感器和可穿戴设备等。
石墨烯与聚合物的复合材料还可以用于制备光伏电池、光电显示器和光电调制器等光电器件。
石墨烯与聚合物的复合材料还具有良好的生物相容性，可以用于制备生物医学材料，如骨接合材料和人工器官等。
石墨烯在聚合物改性中的研究已经取得了一些进展。
石墨烯可以显著改善聚合物的性能，包括导电性、力学性能和热稳定性等。
石墨烯与聚合物的复合材料在电子、光电和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
新型材料——石墨烯的应用与研究进展
新型材料——石墨烯的应用与研究进展近年来，石墨烯作为一种新型材料，备受科技界关注。
它具有极高的导电性、导热性、力学强度和化学稳定性，同时具有较大的比表面积和独特的光学特性。
其应用前景广泛，研究进展也十分迅猛。
一、石墨烯的基本特性石墨烯是由碳原子按照六边形排列构成的薄片状材料。
它只有一层碳原子，具有很高的层间结合能，因此能够在空气中稳定存在。
石墨烯具有很高的导电性和导热性，在热和电传输中有着重要的应用价值。
同时，石墨烯还具有很高的力学强度和柔性，具有非常广泛的应用前景。
二、石墨烯应用领域1. 电子学领域石墨烯具有优异的导电性，单层石墨烯的电阻率仅为5.4×10^−6 Ω·cm。
因此，石墨烯被广泛应用于电子学领域，例如制造场效应晶体管、光电器件和传感器等器件。
同时，石墨烯电极还可以被用于储能器件、发电装置等。
2. 新型储存材料石墨烯具有极高的比表面积和化学稳定性，所以在储存材料方面也有着广泛的应用，如锂离子电池、超级电容器及磁性纳米复合材料等。
3. 生物医学领域石墨烯还具有良好的生物活性和生物相容性，因此在生物医学领域也有着广阔的应用前景。
例如，可用作药物载体、生物医学传感器及组织再生材料等。
4. 环境保护领域石墨烯还可以用于环境污染治理。
例如，可用作水处理材料、油污处理材料等。
同时，石墨烯还可以用于制造环保材料，如石墨烯防护材料。
三、石墨烯的研究进展1. 石墨烯导电性研究通过石墨烯的导电性研究，人们发现了一些比较好玩的现象：石墨烯可以在极低的电压下形成电泳效应，这种现象对于生物医学、纳米电子学等领域具有重要意义。
2. 石墨烯的力学性能研究石墨烯的力学性能在最近几年得到了广泛关注，例如制造高性能复合材料等。
此外，还有很多关于石墨烯力学性能的理论研究。
3. 石墨烯的光学性能研究石墨烯在光学方面的研究也得到了广泛关注。
石墨烯的独特光学特性使其具有在光电池、太阳能电池等领域应用的潜力。
石墨烯制备方法的研究进展
石墨烯制备方法的研究进展一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子构成的二维纳米材料，自2004年被科学家首次成功制备以来，就因其独特的物理、化学和电子特性引起了全球范围内的广泛关注。
由于其出色的导电性、超高的热导率、优异的力学性能和潜在的大规模应用前景，石墨烯在众多领域如能源、电子、生物医学等都有着广泛的应用潜力。
然而，石墨烯的制备技术仍然是制约其大规模应用的关键因素之一。
因此，研究和开发高效、稳定、可规模化的石墨烯制备方法成为了当前科学研究的重要课题。
本文旨在全面综述石墨烯制备方法的研究进展，通过对各种制备方法的原理、特点、优缺点以及最新研究成果的详细分析和讨论，为石墨烯的大规模制备和应用提供理论支持和技术指导。
文章将首先介绍石墨烯的基本结构和性质，然后重点介绍目前主要的石墨烯制备方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法、碳化硅外延法等，并对各种方法的最新研究进展进行评述。
文章还将探讨石墨烯制备技术的发展趋势和未来研究方向，以期为石墨烯的进一步研究和应用提供有益的参考。
二、石墨烯制备方法概述石墨烯的制备方法众多，每一种方法都有其独特的优点和适用场景。
目前，主要的制备方法可以大致分为物理法和化学法两大类。
物理法主要包括机械剥离法、SiC外延生长法和取向附生法等。
机械剥离法是最早用来制备石墨烯的方法，其原理是通过使用胶带对石墨进行层层剥离，得到单层或多层的石墨烯。
这种方法制备的石墨烯质量较高，但产率极低，难以实现大规模生产。
SiC外延生长法是在高温和超真空环境下，通过加热SiC单晶使其表面分解出碳原子，进而在单晶表面生长出石墨烯。
这种方法制备的石墨烯面积大，质量好，但设备成本高昂，且制备过程复杂。
取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，首先让碳原子在1150℃下渗入钌，然后冷却，使碳原子以单层形式从钌表面析出，形成悬浮的单层石墨烯。
这种方法制备的石墨烯层数可控，但同样面临制备成本较高的问题。
石墨烯材料的物理与化学性质的研究进展
石墨烯材料的物理与化学性质的研究进展石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有极高的强度、导电性和导热性，并且具有非凡的物理和化学性质。
自2004年以来，石墨烯的相关研究一直是材料科学领域中最具活力和发展潜力的研究之一。
本文将就石墨烯材料的物理与化学性质的研究进展进行探讨。
一、石墨烯的物理性质1.导电性石墨烯具有出色的导电性，是迄今为止最佳的导电材料之一。
由于本构结构的特殊性质，石墨烯具有强大的电子传输能力，使其能够实现高速电子传输，并在电子器件中发挥重要作用。
2.强度和刚度石墨烯是一种具有极高强度和刚度的材料。
其平均强度是钢铁的200倍，因此具有非常高的抗压和抗拉能力。
这些特性使它成为未来材料发展领域的热点之一。
3.热导率石墨烯具有极高的热导率，是钻石的几倍，挑战了经典Fourier热传导定律，该定律无法解释石墨烯非常显著的热导率。
这使得石墨烯成为热传导性能研究的热点对象。
二、石墨烯的化学性质1.化学反应性石墨烯在氧化、硝化、氢化等化学反应中表现出良好的反应性。
例如，氧化后的石墨烯可以制成石墨烯氧化物，具有比石墨烯更好的导电性和导热性，并有望在透明导电膜、电存储器以及生物传感器等领域得到广泛应用。
2.表面功能化石墨烯表面的化学修饰可以改变其表面特性，如润湿性、分散性和反应活性，增强其化学可用性。
例如，将石墨烯表面修饰为羟基、胺基、硫基等功能化基团后，能够制备出更优异的光催化材料，并在光催化分解有机污染物等方面有着广泛应用。
三、石墨烯的应用前景1.电子器件由于石墨烯具有卓越的导电性能，所以它被广泛应用于电子器件领域。
例如，石墨烯晶体管、柔性电子器件、透明导电膜等都是石墨烯电子器件的典型应用之一。
2.能源材料石墨烯在能源材料领域的应用十分广泛，如锂离子电池、超级电容器、电催化等。
例如，石墨烯锂离子电池的电极材料可以大大提高电池的能量密度和循环性能，在电动车、移动设备等方面得到广泛应用。
3.光电材料石墨烯在光电材料领域的应用也越来越受到关注，如光催化材料、透明导电膜、光电探测器等。
石墨烯材料的研究进展
石墨烯材料的研究进展随着科技的不断进步，人类对新材料的探索永远不停歇。
近年来，石墨烯材料因其出色的特性，在科研领域引起了广泛关注。
本文将从石墨烯材料的定义、制备、特性以及应用四个方面探讨其研究进展。
一、石墨烯材料的定义石墨烯是由单个碳原子组成的二维晶体，是石墨的基本单元，可以被看作是一个宽为几个纳米的2D纳米带。
由于石墨烯只有一个原子厚度，因此可使电子在不同方向上自由运动，表现出极强的电子传输性能。
此外，由于石墨烯的大的比表面积和2D结构，使其具有出色的光电特性，具有非常广泛的应用前景。
二、石墨烯材料的制备目前，石墨烯材料的制备主要有以下几种方法：1.机械剥离法机械剥离法是最早被发现的石墨烯制备方法。
该方法基于通过用胶带粘取石墨薄片然后将胶带剥离得到单层石墨烯的原理。
虽然这种方法制备的石墨烯具有高质量和长寿命，但其工艺流程相对繁琐，产量低。
2.化学气相沉积法化学气相沉积法利用化学气相沉积技术制备石墨烯，其以金属催化剂为基础。
化学气相沉积法制备出的石墨烯具有一定的品质要求但是可以为大规模生产提供基础。
3.化学还原法化学还原法是利用还原剂还原氧化石墨烯制备石墨烯。
由于该法制备简单快捷，适用于大规模制备的优势，因此在科研和工业中都在广泛应用。
三、石墨烯材料的特性石墨烯以其通透的、具有很高比表面积和极高的导电性和热电导性能而著称。
此外，石墨烯的力学性质也相当优异，它的弹性模量比钢高200倍，韧性强到足以支撑一个大象，可以说是一种非常理想的材料。
四、石墨烯材料的应用石墨烯材料具有出色的性能，因此可以在许多领域中得到广泛的应用。
1.透明电极石墨烯的高透明性，高导电性和优异的力学性能，使其成为研制新型透明电极的理想材料。
由于其高度透明，可用于生物医学成像、太阳能电池与OLED等多个领域。
2.超级电容器由于石墨烯具有良好的电子传导性能和高比表面积，因此石墨烯材料也可以制备超级电容器。
这些特殊的电容器，可以存储更高的能量密度，从而成为电子装置的新选择。
石墨烯材料的研究进展及其未来应用
石墨烯材料的研究进展及其未来应用伴随着科技的不断发展，材料学科也随之发展，其中石墨烯材料的研究备受瞩目。
石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，具有极高的导电、导热和力学性能，被誉为“万物之王”。
本文将从石墨烯材料的研究现状、石墨烯应用领域以及未来石墨烯材料的发展方向等方面进行分析研究。
一、石墨烯材料的研究现状石墨烯在2004年被发现以来，其研究进展一直是材料科学研究的热点。
在过去的几年里，石墨烯的研究已经进入了裸眼可见阶段。
近年来，石墨烯相关的研究已经涵盖了大面积的领域，从基础物理实验到应用材料，以及从生物医学到能源和环境等等。
石墨烯的制备方法有多种，通常包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学剥离法、化学还原法、热水解法等。
这些方法都可以制备出高质量的石墨烯材料。
二、石墨烯应用领域石墨烯作为一种新型的纳米材料，具有许多优异的性能，被广泛研究和应用。
以下是主要的应用领域。
1、电子学领域：由于石墨烯导电性能极佳，可以制备出高效率、灵敏度的电子器件。
石墨烯MEMS传感器、石墨烯晶体管已经被研发出来，其应用在生物传感、车载传感等领域；2、摄像头：石墨烯透明、柔韧性好，制备的石墨烯锁相摄像头凭藉其高透明度而受到了人们的广泛关注；3、电池领域：利用石墨烯的导电性以及空隙结构可以制造出能量密度高、废物排放少的锂离子电池。
4、光电器件领域：利用石墨烯高透射性在加强红外线吸收、放大微弱信号方面具有极高的潜力，可以应用于能源、环境、安全等领域。
5、表面覆盖材料开发：采用石墨烯覆盖的方式能够大幅度改善材料表面的性能，使其在高温、高压、高湿度和氧化气氛等恶劣环境中得以长期稳定地使用。
三、未来石墨烯材料的发展方向虽然石墨烯已经被广泛研究和应用，但是其开发与应用也面临许多挑战。
目前，石墨烯应用的主要难题是大规模制备技术和可重复性。
因此，未来石墨烯材料的发展方向需要集中于以下三个方面：1、开发新的石墨烯合成方法：目前制备石墨烯的方法众多，但是石墨烯的大面积制备和商业化应用仍然是一个挑战。
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石墨烯世界2010年最大的科学笑话？是“石墨薄片”获2010世界诺贝尔物理学奖?获奖理由是说：获奖科学家用小学生使用的铅笔，在纸上涂抹下铅笔芯中的石墨粉，再用胶粘纸，进行反复粘贴，石墨粉变薄，而能创造出天下奇迹。
也就是石墨粉越薄，强度越大，强得能超过钢铁100倍？越薄越能耐高温？越薄越有超导电性？而没有任何事实根据支持，竟然获奖。
“石墨薄片”获奖，被推荐和评选为2010世界最大笑的理由是：因为在宇宙间，在世界上找不到，永远也找不到，物质越薄，强度越大，越能耐高温，电阻越小的物质和事实存在,诺贝尔奖又是世界上的大事。
而宇宙间有数不尽的大自然机器早已作了上百亿年的试验，证据事实数据堆山塞海。
人类也进行了数不尽的物质材料验证实验，事实证据也无处不在。
无不说明在地球上，人世间绝对没有，物质越薄强度越大……的物质和事实存在。
难道宇宙和人类早已进行了千年，万年……. 的辛苦实验，还不如用铅笔在纸上毫无事实根据的胡乱画圈？而世界顶级的科学家们，则对大自然的事实视而不见，就此胡乱的相信和评选.....，还有我们更多无知的吹捧，难道不是天下的大笑话？如果您不相信可以去自作小学生的实验，去看一看变相批评瑞典皇家科学院，2010年物理学评审委员会的建议文章，就会更明白。
当然还有在自由的环境下，用“石墨诺贝尔笑话奖”这个题目就能看到成千上万的科学精英们，对此问题是怎么说的？又是怎么样去看？科学家将石墨烯聚光能力提高20倍据美国物理学家组织网8月30日报道，英国科学家表示，他们对石墨烯的最新研究表明，让石墨烯与金属纳米结构结合可将石墨烯的聚光能力提高20倍，改进后的石墨烯设备有望在未来的高速光子通讯中用作光敏器，让速度为现在几十倍的超高速互联网成为现实。
相关研究发表于《自然—通讯》杂志上。
2010年，英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃谢洛夫因在石墨烯研究领域的突出贡献而荣膺诺贝尔奖。
现在，他们和剑桥大学科学家做出了这项最新发现，为提高互联网和其他通讯设施的速度铺平了道路。
此前科学家们就发现，将两根紧密排列的金属丝放在石墨烯上方，用光照射于其上会产生电力，这个简单的设备其实是一个基本的太阳能电池。
更重要的是，因为石墨烯内的电子拥有高流动性和高速度等独特属性，石墨烯设备处理数据的速度可能是目前最快的互联网光缆的几十倍甚至几百倍。
然而，迄今为止，这些极富应用潜力的设备在实用过程中一直遭遇聚光效率低下这一瓶颈，石墨烯只能吸收照射于其上的3%的光线来产生电力，其余光线全成了“漏网之鱼”。
现在，科学家通过将石墨烯和纳米金属结构耦合在一起，并将金属结构采用特殊的排列方法置于石墨烯上解决了这个问题。
这种所谓的等离子体纳米结构显著增强了能被石墨烯感应的光电场，并能有效地将光集中在石墨烯上，将石墨烯的聚光性能提高了20倍，而且其数据处理速度没有受到丝毫影响。
该研究团队的主要成员、等离子体专家亚历山大·格里高仁科表示，石墨烯似乎是等离子体的天然伙伴，他们希望等离子体纳米结构能改进石墨烯设备的性能，现在他们不仅做到了，而且结果超乎想象，其聚光效率还可进一步提高。
该研究的另一名参与者、剑桥大学工程系科学家安德鲁·法拉利表示：“迄今为止，石墨烯的主要研究领域一直集中于基础物理学和电子学。
最新研究表明，石墨烯在光子学和光电子学领域也有重要的应用潜力，可用于制造太阳能电池和光敏器等多种有用设备。
”石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体，只有一层碳原子的厚度，是迄今最薄也最坚硬的材料，其导电、导热性能超强，远远超过硅和其他传统的半导体材料。
很多科学家认为，石墨烯或能取代硅成为未来的电子元件材料，广泛应用于超级计算机、触摸屏和光子传感器等多个领域。
（来源：科技日报刘海英刘霞）科学家从电子层面上研究石墨烯英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆与康斯坦丁·诺沃肖洛夫因制备石墨烯而获得2010年诺贝尔物理学奖。
现在，他们又从电子层面上研究了这种被认为是硅终结者的“神奇材料”，并声称这是石墨烯迈向实际应用的“巨大跃进”。
石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由碳原子组成的二维晶体，只有一层碳原子的厚度，是迄今最薄、同时也是最坚硬的材料，导电、导热性能超强，几乎完全透明。
很多人认为，石墨烯可能将取代硅成为未来的电子元件材料，在超级计算机、触摸屏和光子传感器等多个领域“大显身手”。
海姆和诺沃肖洛夫7月24日在英国《自然—物理》杂志上发表论文说，为从电子层面上研究石墨烯，他们让多层石墨烯悬浮于真空环境中，这样最大限度地减少了电子散射，并方便观测电子间如何相互作用。
结果发现，电子在石墨烯中的表现与在其他金属中大为不同。
在石墨烯中，电子能像光子那样高速运动，其速度是在硅中的数十倍。
海姆在新闻公报中说，这是一项令人激动的物理学发现，它可能直接应用于制造电子设备等方面。
诺沃肖洛夫则表示，这是石墨烯迈向实际应用的“巨大跃进”。
科学家早在1947年就从理论上提出石墨烯可能存在，但在此后很长时间里，制取石墨烯的努力一直没有成功。
2004年，海姆和诺沃肖洛夫用普通胶带从石墨上剥离出石墨片，并重复操作，石墨片越来越薄，最终得到单层石墨片，即石墨烯。
2010年，他们因此获得诺贝尔物理学奖。
（来源：科学时报）款石墨烯集成电路研制成功向研制石墨烯计算机芯片前进了一步据美国《大众科学》网站近日报道，美国IBM公司的科学家研制出了首款由石墨烯圆片制成的集成电路，向开发石墨烯计算机芯片前进了一步。
科学家们认为，这项突破可能预示着，未来可用石墨烯圆片来替代硅晶片，相关研究发表在最新一期《科学》杂志上。
这块集成电路建立在一块碳化硅上，并且由一些石墨烯场效应晶体管组成。
去年，IBM公司托马斯·沃森研究中心科学家林育明领导的团队展示了首块基于石墨烯的晶体管，其能在100G赫兹的频率上运行，但这次，该团队将其整合进一块完整的集成电路中。
多个科研团队在研制石墨烯晶体管和接收器中遇到了几大障碍：首先，石墨烯这种纤薄的单原子层薄片很难同制造芯片所用的金属和合金匹配到一起。
另外，在蚀刻过程中，石墨烯很容易受损。
林育明团队找到了一种新方法——通过在一块碳化硅晶圆的硅面上种植石墨烯，清除了这些障碍。
接着，他们将石墨烯包裹进一个聚合物内，进行必须的蚀刻过程，随后再用一些丙酮将这些聚合物清除。
研究人员表示，该晶体管门的长度仅为550纳米，整个集成电路仅为一颗盐粒那么大。
而且，这种生产过程也可用于其他类型的石墨烯材料，包括将化学气相淀积（CVD）石墨烯膜合成在金属膜之上，也可用于光学光刻以改善成本和产能。
按照美国电气与电子工程师学会（IEEE）出版的《IEEE波普》杂志的解释，这块集成电路是一个宽频无线电频率混频器——无线电收音机的关键组件，该集成电路通过找出两个输入频率的和与差来输出新的无线电信号。
科学家们表示，最新的石墨烯集成电路混频最多可达10G赫兹，而且其可以承受125摄氏度的高温。
该研究团队认为，这块集成电路还可以运行得更快，届时，由这类集成电路制成的芯片可以改进手机和无线电收发两用机的信号，未来，手机或许能在一般认为无法接收信号的地方工作。
石墨烯场效应晶体管替代硅可能还需要一段时间，IBM公司的科学家下一步将继续改进这种集成电路的性能，其中包括使用对石墨烯导电性不会造成损害的各种不同金属。
（来源：科技日报刘霞）科学家利用石墨烯研制出调制器数秒内下载一部三维高清电影有望成为现实据美国物理学家组织网5月8日报道，美国科学家使用石墨烯研制出了一款调制器，科学家表示，其能大幅提高数据包的传输速度，实现超快数据通讯。
加州大学伯克利分校教授、美国国家科学基金会纳米尺度科学和工程中心主任张翔（音译）领导的科研团队将石墨烯铺展在一个硅波导管的顶部，建造出了这款能打开或关闭光的光调制器（调制器是控制数据传输速度的关键），其调制速度目前为1吉赫（千兆赫），但从理论上来讲，未来单个光调制器的调制速度可达500吉赫。
科学家们发现，施加不同电压，石墨烯中电子的能量（费米能级）会改变，而石墨烯是否吸收光线也会决定其费米能级。
当施加充足的负电压时，电子被吸出石墨烯并不再能吸收光子，因此，当光子通过石墨烯时，石墨烯完全透明，光被“打开”。
当施加某种正电压时，石墨烯也是透明的，但电子紧密地包裹在一起，使它们无法吸收光子，从而有效地“关闭”光线。
科学家在石墨烯上找到了一个最有效的位置来施加足够的电压，以此让该石墨烯调制器拥有了打开或关闭光线的能力。
张翔表示，与基于电学的组件相比，基于光学的组件有多种优势，包括能携带更密集的数据包更快地传输。
新调制器是全球最小的光调制器，仅为25平方微米，比一般为几平方毫米的普通商用调制器小很多，其能在现有最快速度10多倍的速度下操作，新技术有望显著提升超快光通讯和光计算的能力，未来，使用该石墨烯调制器，消费者只需几秒，就能将整部三维高清电影“搬”到智能手机上。
即使体形如此“纤细”，但石墨烯的频宽容量很大，石墨烯能吸收的光涵盖数千纳米，从紫外线到红外线都可。
科学家指出，这使石墨烯调制器能比现有最顶级调制器（其操作带宽为10纳米）携带的数据更多。
且用来制作调制器的石墨烯非常少，一支铅笔中的石墨提供的石墨烯足以制造出10亿个光调制器。
张翔表示，新石墨烯调制器不仅可用于消费电子产品上，还可用于任何受限于数据传输速度的领域，包括生物信息学以及天气预报等，未来也会广泛应用于工业领域。
该试验的参与者、伯克利分校超快纳米光学小组的负责人王峰（音译）表示，新调制器也可用于调制其他频率范围的光线，比如中波红外线（广泛适用于分子传感等方面）等。
（来源：科技日报刘霞）新型石墨烯材料薄如纸硬如钢重量比钢轻6倍抗拉强度比钢大10倍据美国物理学家组织网4月21日报道，澳大利亚悉尼科技大学的科学家日前宣布，他们开发出了一种厚度和纸相当、强度比钢还高的石墨烯复合材料，这种纳米结构的石墨烯材料复验性测试结果良好，有望在汽车制造、航空工业、电子以及光学等领域引发革命性变革。
相关论文发表在最新一期《应用物理学期刊》（Journal of Applied Physics）上。
由悉尼科技大学王国秀（音）教授带领的这个研究小组，通过合成法和热加工法对石墨进行提纯和过滤，进而将其制成像纸一样薄的薄片。
这种石墨烯纸（GP）在微观上呈单层六角形碳素晶格结构，具有独特的热学、电学和机械性能。
对比实验显示，与普通钢材相比，石墨烯纸在重量上要轻6倍，密度上小5到6倍，强度上大2倍，抗拉强度大10倍，抗弯刚度大13倍。
负责该项研究的阿里·利萨·兰迪巴托契说，此前还没有人用类似的方法制造出有如此性能的石墨烯纸，这种材料与钢相比不但更轻、更强、更灵活，而且还可回收和循环使用，是一种环境友好型产品，有望在汽车制造和航空工业领域首先获得应用。