浅谈单层石墨
单层石墨材料
横空出世的单层石墨材料作者：吴中乐谈到单层石墨材料当然无法避免地涉及2010年诺贝尔物理学奖的获得者。
2010年，因“研究二维材料石墨烯的开创性实验”,诺贝尔物理学奖的至高荣誉由现任英国曼彻斯特大学教授的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，因“研究二维材料石墨烯的开创性实验”而共享。
他们6年前制成的石墨烯已迅速成为物理学和材料学的热门话题，现在是世界上最薄的材料，仅有一个原子厚。
许多诺贝尔奖候选成果仍然在经受时间及后人检验，但石墨烯却在出现6年之内荣登宝座，评审委员会认为，它“有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破”，还将极大促进汽车、飞机和航天工业的发展。
这个从铅笔芯中得来的发现，被看作最有可能改写未来世界电子产业的因素。
短短的6年里，单层石墨才崭露头角，却已成了21世纪的宠儿，原因又何在呢？个中的原因，自然离不开它的发现与其种种优异的性能。
单层石墨材料的发现才衍生出了巨变，它的发现又是一件有有趣的故事。
平时我们所见到的石墨都是一层一层堆起来的，我们也知道石墨的每一层是以C原子间的共价键连接的，非常稳定；而层与层之间是以原子间作用力连接，因此层与层之间的相互作用就很弱，因此石墨被作为固体润滑剂。
既然石墨层与层之间作业很弱，那么从石墨里分出一层应该是可以实现的，但是如果分出来的单层石墨是准二维晶体材料，那么根据1934年Peierls提出的理论，它就不能稳定存在。
就算是长程有序的晶体，也会因为长的波长起伏而受到破会[1]。
因此，人们一直以为单层的石墨晶体不可能稳定地存在。
但是2004年却改变了人们的这一认识——曼彻斯特大学的Andre Geim和Konstantin Novoselov用胶带子逐层地得到了单层石墨。
就这样，单层石墨横空出世。
单层石墨材料的发现给世人带来了惊喜，人们自然会不余遗力的研究这一重大成。
单层石墨材料的定义，自然得到了快速的解决。
首先说单层石墨的结构，单层石墨的结构和石墨里的每单层的结构是一样的。
单层石墨烯的结构与电子性质分析
单层石墨烯的结构与电子性质分析单层石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有独特的结构和优异的电子性质。
本文将分析单层石墨烯的结构和电子性质。
首先，让我们来了解单层石墨烯的结构。
单层石墨烯由一个由碳原子构成的平面形成，碳原子呈蜂巢状排列。
每个碳原子与其周围的三个碳原子形成共价键，形成了六边形的结构。
这种结构使得单层石墨烯具有非常高的结构稳定性和机械强度。
单层石墨烯的结构还有一个重要的特点，即碳原子之间的共价键是sp2杂化的。
这种杂化使得单层石墨烯中的碳原子形成了一个平面结构，将电子束缚在碳原子周围。
由于sp2杂化的存在，单层石墨烯可以形成一个紧密结构，使得电子在材料内部传输时几乎没有阻碍。
接下来，我们来看看单层石墨烯的电子性质。
由于其特殊的结构，单层石墨烯具有许多引人注目的电子性质。
首先是它的导电性。
由于单层石墨烯中碳原子形成的平面结构，电子可以在平面内自由运动，导致单层石墨烯具有非常高的电导率。
实际上，单层石墨烯是已知最好的导电材料之一。
除了高导电性外，单层石墨烯还具有其他重要的电子性质。
其中之一是它的载流子行为。
在单层石墨烯中，电子和空穴的传输是线性的，即它们的速度与能量成正比。
这种线性行为使得电子在单层石墨烯中具有非常高的迁移率，这对于电子学器件的应用非常重要。
此外，单层石墨烯还具有许多其他的电子性质，如量子霍尔效应和量子电容效应。
量子霍尔效应是指在低温下，单层石墨烯表现出整数和分数的量子霍尔效应，这表明单层石墨烯具有拓扑绝缘体的特性。
量子电容效应则是指单层石墨烯的电容可以通过加入外部电场调控，这对于电子学器件的控制非常重要。
总的来说，单层石墨烯是一种具有独特结构和优异电子性质的材料。
其结构稳定性和高导电性使得单层石墨烯具有广泛的应用前景，例如电子学器件、能源存储和传感器等领域。
然而，由于单层石墨烯的制备和操控仍面临许多挑战，因此仍需要进一步的研究来实现其实际应用。
石墨烯的奥秘 将石墨一层结构单独拿出就是石墨烯
石墨烯的奥秘什么是石墨烯呢？很简单，石墨烯就是单层的石墨，如果将石墨的一层结构单独拿出来，那就是石墨烯。
———————————————石墨烯就是单层的石墨———————————————在整个宇宙之中，所有的物质都是由不同的元素所构成的，但同一种元素却并非只能构成同一种物质，元素通过不同的结构进行组合就能够形成不同的物质。
以碳元素为例，当一个碳原子周围有四个碳原子，它们以共价键的方式相结合，且周围的四个碳原子与中心的碳原子形成一个正四面体结构的时候，就组成了一种物质，我们叫它钻石。
因为碳原子之间是以很强的共价键结合的，所以钻石的硬度很高，又被称为金刚石。
钻石的硬度很高，但另一个同样由碳原子所组成的物质却十分光滑，它就是石墨。
多正六边形的结构，就组成了一个层，很多层叠在一起就组成了石墨。
在石墨中，同一层的碳原子依靠化学键结合，而层与层之间却没有化学键，它们是依靠原子间的弱碱性电性吸引力结合在一起的，所以同一层碳原子的结合非常牢固，而层与层之间则是可以滑动的，而这种层与层之间的滑动就是石墨光滑特性的根源。
那么什么是石墨烯呢？很简单，石墨烯就是单层的石墨，如果将石墨的一层结构单独拿出来，那就是石墨烯。
石墨烯的发现是在2004年，而在此之前，科学家们一直断定类似于石墨烯的物质是不会存在的，为什么呢？原因很简单，我们身处将石墨一层结构单独拿出就是石墨烯都是三维结构的，像石墨烯这种二维结构的物质不可能存在于三维空间之中。
一张纸是不是二维结构呢？当然不是，纸是三维结构物质，它是立体的，拥有长宽高，只不过高度，也就是厚度很薄而已。
但石墨烯就不同了，它基本上可以说是一种二维结构物质，石墨烯就是单层石墨，它的结构是平面的，厚度为一个原子，那么这一个原子到底有多厚呢？我们知道，纳米这个单位是很小的，一纳米就等于10-9米，而单层石墨的厚度为0.355纳米，很薄很薄，薄得没有办法再薄。
二维结构的物质无法存在于三维空间之中，这是一个常识，但有|封面故事|◎编辑|刘伟鹏固体材料，我们会发现：许多原子排列成规则的、无休止的重复三维结构，只是原子之间没有看不见的结合，它们不是结合在一起，而是固定在一起。
单层石墨和多层石墨的电子能带结构
__
_
_
_
_
__
_
UB ( r -
RB j
+
RB
j 1
i
?
c0 ) ê ,
Cc5
=
é
UA
(
r
-
RA
j 0
)
H
UA (
r-
RA
j 0
?
2c0 )ê
式中 $是 ! , "两个不等价原子在晶体场中能量的差别, 角码 j 表示层数。
紧束缚近似下的哈密顿量矩阵元分别为
_
_
_
_
_
_
H AjA j ( k ) = E2p + C2f 2 ( k ), H AjBj ( k ) = C1f 1 ( k ) + C3 f3 ( k ), H A jA j+ 1 ( k ) = Cc1
C2 = é UA ( r - RA 0 ) H UA ( r - RA0 - RA2i ) ê , C3 = é UA ( r - RA0 ) H UB ( r - RA0 - RB3i ) ê ,
_
6
__
_
3
__
_
3
__
6 6 6 f 2 ( k ) = i= 1 exp( ik # RA 2i ), f1 ( k ) = i= 1 exp( ik # RB 1i ), f3 ( k ) = i= 1 exp( ik # RB 3i )
表 1 单层石墨前三近邻紧束缚近似参数
# - K - M - # 方向的紧束缚方法计算结 果, 实 线是利用 Q uantum-ESPRESSO 软 件包得到的第一性原理的计算结果 [ 12] 。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料
新材料石墨烯石墨烯及其应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，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，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，电子迁移的速度极快，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。
石墨烯的结构非常稳定，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。
石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元：石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯。
完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。
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；另外石墨烯还被做成弹道晶体管并且吸引了大批科学家的兴趣。
在2006年3月，佐治亚理工学院研究员宣布, 他们成功地制造了石墨烯平面场效应晶体管，并观测到了量子干涉效应，并基于此结果，研究出以石墨烯为基材的电路.一特性1电子运输在发现石墨烯以前，大多数（如果不是所有的话）物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。
石墨烯性能简介
第一章石墨烯性能及相关概念1 石墨烯概念石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。
石墨烯狭义上指单层石墨，厚度为0.335nm，仅有一层碳原子。
但实际上，10层以内的石墨结构也可称作石墨烯，而10层以上的则被称为石墨薄膜。
单层石墨烯是指只有一个碳原子层厚度的石墨，碳原子-碳原子之间依靠共价键相连接而形成蜂窝状结构。
完美的石墨烯具有理想的二维晶体结构，由六边形晶格组成，理论比表面积高达2.6×102m2 /g。
石墨烯具有优异的导热性能(3×103W/(m•K))和力学性能(1.06×103 GPa)。
此外，石墨烯稳定的正六边形晶格结构使其具有优良的导电性，室温下的电子迁移率高达1.5×104 cm2 / (V·s)。
石墨烯特殊的结构、突出的导热导电性能和力学性能，引起科学界巨大兴趣，成为材料科学研究热点。
石墨烯结构图2 石墨烯结构石墨烯指仅有一个原子尺度厚单层石墨层片，由sp2 杂化的碳原子紧密排列而成的蜂窝状晶体结构。
石墨烯中碳-碳键长约为0.142nm。
每个晶格内有三个σ键，连接十分牢固形成了稳定的六边状。
垂直于晶面方向上的π键在石墨烯导电的过程中起到了很大的作用。
石墨烯是石墨、碳纳米管、富勒烯的基本组成单元，可以将它看做一个无限大的芳香族分子，平面多环烃的极限情况就是石墨烯。
形象来说，石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构，看上去就像一张六边形网格构成的平面。
在单层石墨烯中，每个碳原子通过sp2 杂化与周围碳原子成键给构整流变形，每一个六边单元实际上类似苯环，碳原子都贡献出个一个未成键电子。
单层石墨烯厚度仅0.35nm ，约为头发丝直径的二十万分之一。
石墨烯的结构非常稳定，碳原子之间连接及其柔韧。
受到外力时，碳原子面会发生弯曲变形，使碳原子不必重新排列来适应外力，从而保证了自身的结构稳定性。
单层石墨烯上单个钴磁性原子近藤效应的调控
单层石墨烯上单个钴磁性原子近藤效应的调控石墨烯以其独特的线性能量色散关系、高载流子迁移率和优异的物理化学性质等在凝聚态物理及材料科学领域引起了广泛的研究兴趣，并有望在未来核心信息器件 与电路中获得应用。
近年来, 中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）高鸿钧研究组在高质量石墨烯研究方面取得了一系列突破性进展，他们提出了基于表面外延的石墨烯生长技术，在 Ru(0001)等金属表面获得高质量、大面积、连续的单晶石墨烯[Chin. Phys. 16, 3151(2007); Adv. Mater. 21, 2777 (2009)]，并对其物理性质和结构调制进行了系列研究[J. Am. Chem. Soc. 131, 14136(2009); Phys. Rev. Lett. 105, 219701 (2010); J. Phys.: Condens. Matter 22, 302001 (2010) (Cover Story)]。
他们还首次提出了“原位非转移”的硅插层技术，成功地将该“高质量”的石墨烯“直接”置于硅材料上[Appl. Phys. Lett. 100, 093101 (2012)(Cover story); 100, 083101 (2012) ; 102, 093106 (2013)]。
石墨烯的磁性可来源于其部分填充的电子态，如缺陷或边界态，且磁性比较弱。
为获得基于石墨烯的自旋电子器件，许多理论工作致 力于研究石墨烯上磁性杂质原子的自旋态。
磁性杂质的局域自旋与传导电子强关联相互作用在低温（T ≤ Tk）下可形成近藤（Kondo）现象，近藤温度（Tk）取决于磁性杂质与基底的耦合强度以及基底传导电子在费米面附近的态密度。
自由状态的石墨烯由于在 费米面附近电子态密度趋近于零而很难观察到近藤效应。
很多理论预言可通过掺杂或加偏压等方式获得n型（p型）石墨烯，调制其费米面附近的电子态密度，从而 调制石墨烯上磁性原子的自旋态，有可能实现近藤效应。
纳米石墨的知识点总结
纳米石墨的知识点总结纳米石墨是一种新型的碳材料，由于其独特的结构和性质，在多个领域都具有巨大的应用潜力。
本文将从纳米石墨的结构、性质和应用等方面进行详细的介绍和总结。
一、结构纳米石墨的结构是由碳原子组成的，其结构类似于石墨，但在纳米尺度上具有许多特殊的性质。
石墨是由碳原子排列成六角形网格的层状结构，而纳米石墨则是这种层状结构的晶粒，其尺寸通常在1-100纳米之间。
纳米石墨的结构可以分为单层石墨烯和多层纳米石墨两种，单层石墨烯是由单层碳原子排列成六角形网格的二维晶体结构，具有许多特殊的性质，比如高导电性、高热导率和高强度等。
多层纳米石墨则是由多层单层石墨烯叠加而成，其结构和性质也受到多层石墨烯的影响。
二、性质纳米石墨具有许多独特的性质，主要包括以下几点：1. 高导电性：由于纳米石墨的结构具有大量的π共轭结构，使得其具有优异的导电性能，是目前已知的最高导电性的材料之一，远远超过金属导体。
2. 高热导率：纳米石墨具有非常高的热导率，是铜的几倍甚至几十倍，具有非常优异的散热性能，因而在应用中有着巨大的潜力。
3. 高强度：纳米石墨具有非常高的强度，是钢的几十倍，使得其在复合材料和增强材料中有着广泛的应用前景。
4. 柔韧性：纳米石墨具有非常好的柔韧性，可以轻松地被弯曲、拉伸和扭转，而不会发生断裂，这使得其在柔性电子、柔性传感器和柔性器件等方面具有广泛的应用前景。
5. 光学性质：纳米石墨在光学性质方面也具有许多特殊性质，比如能够吸收和发射特定波长的光波，因而在光伏器件、光电器件和光学器件等方面也具有潜在的应用价值。
三、制备方法制备纳米石墨的方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学液相沉积法、化学氧化还原法和物理气相沉积法等。
1. 机械剥离法：通过力学切割和研磨的方式，将石墨块剥离成纳米尺寸的石墨片。
2. 化学气相沉积法：利用化学气相反应，在金属催化剂的作用下，将气相中的有机气体分解成碳原子，然后在基底上沉积成膜。
石墨烯层数判断
石墨烯层数判断石墨烯是由碳原子通过特定方法堆叠而成的二维晶体结构材料，其层数对其性质和应用有着重要影响。
本文将以石墨烯层数为切入点，探讨石墨烯层数对其性质和应用的影响。
一、单层石墨烯单层石墨烯是由一层碳原子形成的二维结构，具有独特的物理和化学性质。
由于其高度的二维结构，单层石墨烯具有极高的比表面积和导电性能。
此外，单层石墨烯还具有出色的机械性能，具备良好的拉伸强度和柔韧性。
这些特性使得单层石墨烯在许多领域有着广泛的应用潜力。
二、多层石墨烯多层石墨烯是由多层碳原子堆叠而成的结构，其性质与单层石墨烯有所不同。
多层石墨烯的比表面积相对较小，导电性能也相对较差。
然而，多层石墨烯的机械性能更优于单层石墨烯，具有更高的拉伸强度和刚性。
多层石墨烯还可以通过控制层数来调节其性质，从而实现对其应用的优化。
三、石墨烯层数对电子性质的影响石墨烯的层数对其电子性质有重要影响。
单层石墨烯由于其特殊的二维结构，具有线性色散的能带结构，呈现出半金属特性。
而多层石墨烯则因为层间相互作用的影响，其能带结构变得曲线状，呈现出半导体或者金属的性质。
这种层数相关的电子性质使得石墨烯在电子器件领域具有广泛的应用前景。
四、石墨烯层数对光学性质的影响石墨烯的层数对其光学性质也有一定影响。
单层石墨烯由于其特殊的能带结构，具有宽广的光吸收范围和高的光吸收系数。
而多层石墨烯由于层间相互作用的增强，其光学性质会有所变化，光吸收系数相对降低。
这种光学性质的差异使得石墨烯在光电器件领域有着不同的应用潜力。
五、石墨烯层数对力学性质的影响石墨烯的层数对其力学性质也有重要影响。
单层石墨烯由于其二维结构的特殊性，具有极高的拉伸强度和柔韧性。
而多层石墨烯由于层间相互作用的增强，其机械性能会有所提升，拉伸强度和刚性相对增加。
这种力学性质的差异使得石墨烯在材料强度和韧性方面有着不同的应用潜力。
石墨烯的层数对其性质和应用有着重要影响。
单层石墨烯具有高比表面积、优异的导电性能和机械性能，适用于电子器件、储能材料等领域。
单层石墨烯与多层石墨烯
单层石墨烯与多层石墨烯1.引言1.1 概述概述：石墨烯，是一种由碳原子组成的二维材料，具有出色的物理与化学性质，在科学界引发了广泛的关注和研究。
作为现代材料科学中的一项重要突破，石墨烯在众多领域具有巨大的应用前景。
单层石墨烯是最简单的石墨烯结构，由单一层的碳原子排列而成，具有一系列独特且引人注目的物理特性。
首先，单层石墨烯具有优异的电导率，电子在其中可以以超高迁移速度传输，这是由于其具有高度无序的碳原子排列和特殊的电子结构。
此外，单层石墨烯还具有出色的机械强度和柔韧性，可以在拉伸时保持原子级的稳定性。
另外，它还具有非常高的热导率和光学透明性，这使得它在电子学、能源存储、传感器、生物医学和光电器件等领域具有广泛的应用前景。
与单层石墨烯相比，多层石墨烯由多个平行排列的石墨烯层构成，层与层之间通过弱的范德华力相互堆叠。
由于层与层之间的相互作用，多层石墨烯的结构和性质相较于单层石墨烯有所不同。
多层石墨烯的结构特点主要体现在其层间距和堆叠方式上，可以通过堆叠角度和相互作用强度来调控材料的性质。
此外，多层石墨烯的电子性质也因层间相互作用而发生变化，导致其具有不同的能带结构和导电性质。
因此，多层石墨烯在纳米电子器件、光电子学和催化等领域也具有广泛的应用前景。
综上所述，单层石墨烯和多层石墨烯作为石墨烯家族中的两个重要成员，在其特有的结构和性质基础上，展现了广泛的应用前景。
本文将从物理特性和应用领域两个方面对单层石墨烯和多层石墨烯进行详细介绍，同时探讨单层石墨烯的优势以及多层石墨烯的应用前景，以期更好地了解和应用这些材料在各个领域的潜力。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构本文将首先介绍单层石墨烯的相关内容，包括物理特性和应用领域。
接着，我们将详细探讨多层石墨烯的结构特点和电子性质。
最后，我们将总结单层石墨烯和多层石墨烯各自的优势和应用前景。
2. 正文2.1 单层石墨烯在本节中，我们将详细介绍单层石墨烯的物理特性和应用领域。
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浅谈单层石墨
摘要：单层石墨2004横空出世，轰动世界，而后引来了它的研究热潮。
本文浅谈了它的出现，电学、物理、化学方面的一些特征性质，还介绍了它的主要应用，以计算机、高强度的应用、电力传输这三个方面略谈了它的应用。
单层石墨在不久的将来肯定会引发其它行业的革命。
关键词：单层石墨，二维晶体，导电性超强，导热性超强，芯片制造
Abstract:Graphene appeared in 2004 with tremendious surprising to scientists and followed a boom of stuying this now found matter.This article lightly discussed its appearece and some features of electrolics ,phycics and chemistry.There are also some refer of its main appliance based on computer,the appliance of high hardness and transfer of electric.And I think that graphene will give new birth to many industries.
Key words:Graphene,Two-dimensional crystal,High quality of transfering electric,High quality of trsfering heat,Making chips.
1.单层石墨的发现
平时我们所见到的石墨都是一层一层堆起来的，我们也知道石墨的每一层是以C原子间的共价键连接的，非常稳定；而层与层之
间是以原子间作用力连接，因此层与层之间的相互作用就很弱，因此石墨被作为固体润滑剂。
既然石墨层与层之间作业很弱，那么从石墨里分出一层应该是可以实现的，但是如果分出来的单层石墨是准二维晶体材料，那么根据1934年Peierls提出的理论，它就不能稳定存
在。
就算是长程有序的晶体，也会因为长的波长起伏而受到破会[1]。
因此，人们一直以为单层的石墨晶体不可能稳定地存在。
但是2004年却改变了人们的这一认识——曼彻斯特大学的Andre Geim和Konstantin Novoselov用胶带子逐层地得到了单层石墨。
就这样，单层石墨横空出世。
2.什么是单层石墨
首先说单层石墨的结构，单层石墨的结构和石墨里的每单层的结构是一样的。
C原子的核外电子排布是1S22S22P2，和其它C原子结合时以ＳＰ２杂化，这样形成３个杂化轨道，和另外的３个Ｃ原子结合，这样就可以推算单层石墨的结构就是无数个重复的六边形结构构成的无限延伸的蜂窝。
杂化后，还有另外的多余的一个２Ｐ电子就形成大π键，因此单层石墨有很好的导电性，并且由于这些单电子的存在，它还容易吸附其它的原子，如Ｈ，ＯＨ等，这样它就会有其它扩展性的性质，拓宽了它的应用。
上面也会说到了，准二维的单层石墨不会稳定地存在，那么既然单层石墨存在，它就不会是准二维，那么它到底是什么样的形状呢？准二维的晶体材料由于它自身的热力学不稳定性而不能稳定地存在，那么单层石墨要稳定地存在就要降低它的表面能，那么怎么降
低表面能呢？褶皱[2]
，即纳米级别上的微观扭曲
[3]
！并且由此可以
推出，随着石墨层数的增加，这种单层上的褶皱会减弱，因为形成多层石墨就不再需要出现褶皱来降低那么多的表面能了。
而褶皱也就是单层石墨的主要形态特征之一了。
３.单层石墨的一些特征性质
3.1 电学性质
我们知道每一种物质都有相应的化学、物理和电学等性质，但每种物质的出现，人们的研究在每个阶段都会有不同的侧重点。
单层石墨也是一样，人们现阶段也是第一个阶段，侧重的至少是研究最
深的是电学性质[4]
，因为人们都看好因它的电学方面的优良性质而
带来的重要应用。
那么它在电学性质上有什么突出的性质呢？就是它
的电子移动速率，至少可以达到硅的100倍[5]。
试想把它应用于集
成电路，那么新的集成电路的反应速度将会比现在的快上许多[6]。
另外，单层石墨的电学性质和其它的晶体有个很重要的区
别，就是它的电子迁移速率几乎不受温度的影响[7]。
一般的晶体温
度越高，晶格的震动就越强，从而使电子的迁移速率降低，既温度越高，电子的迁移速率就越低。
但由于单层石墨的晶格震动对电子的迁移速率影响很小，因此单层石墨的电子迁移速率几乎不受温度的影响。
由于单层石墨的这两点电学性质，是它有许多重要的应用，这会在后面的应用方面讲到。
3.2物理性质
以前在人们的认知里金刚石是世界上最硬的物质，也是导热
性最好的物质。
但是单层石墨的出现改变了这个事实[8]
——单层石
墨比金刚石硬，导热性单层石墨比金刚石好！由于单层石墨中CC键很强，很不容易被破坏，因此它的机械性能很强；由于单层石墨就是一个大π键，它的导热性可以很好。
当然就是因为如此，人们现在还
不知道单层石墨的熔点，也不知道它是如何溶化的[9]。
如此也可以
想到一点，既然CC键那么强，当其它的分子或是原子想要通过单层石墨是很难的，因为第一，六个C原子构成的正六边形很小，第二，作用力很强，通过需要很大的能量。
由于这个性质也会有很多的重要应用。
不止如此，CC间的连接不止是强，还很柔韧：当受到强大的外力时，Ｃ原子表面会弯曲变形，这样一来，Ｃ原子就不用重新排列，
ＣＣ键可以不断裂，这样单层石墨就会很牢固[10]。
3.3化学性质
正如上面提到的，人们现在对单层石墨的化学性质的研究还相对比较少。
但其中重要的一点就是上面提到的，由于它有个大π键，容易吸附其它的原子和分子，那么既然是吸附，并且是靠形成大π键的电子吸附，而单层石墨的超强的导电性也是因为这些电子，那么吸附后它的导电性肯定会大大降低，就可以形成一些低导电性的衍生物。
并且吸附不同的物质得到的物质会有不同的性质，这将是单层石墨的一片广阔的研究空间。
４.单层石墨的一些潜在的重要应用
４.１计算机上的应用
单层石墨在计算机上的应用，其实最主要的就是上面说到的集成电路，即其芯片的生产。
现在用硅生产芯片，这过程中，压力是
一个很大的阻力[11]
，而单层石墨有比硅更好的导电性，有硅无法比
拟的机械强度！显然，单从这点，单层石墨比硅要好得多。
单层石墨还有个非常奇特的性质：在金属键理论中，它的导带和价带没有间隙。
也就是说导带和价带直接紧密连接，如果在节点Ｅ＝０，那好办，只要稍加电场，它的导电性就会变化，即它的开关状态很好控制。
但是，事实是在节点Ｅ是个最小值，不是０，也就是说，它永远是开的！这就麻烦了，因为永远开着，就不能做晶体管。
但是这个问题必须解决，因为，只有单层石墨里的电子的迁移速率有这么高，而只是制造高运算速率的电子计算机芯片的必要条件。
４.２电力传输
上面提到单层石墨具有超好的导电性，但事实不止如此，它不仅导电性好，导电效率也高，原因就是上面说到的，它里面的晶格震动对电子的迁移速率影响很小，就是说在电力传输的过程中，产生的热量很少，这样点的损失就会很少，假以时日，当单层石墨可以大批量生产，那么电力的传输将会迎来一个新的时代。
４.３高强度的应用
现在随着工业化的越来越深入，对材料的机械性能要求也越来越高，因为机械的工作条件会很苛刻。
并且由于单层石墨的厚度很小，所以即使其它的材料在强度上达到了要求，但有与不可能做得那么薄，有些应用也是不可能，比如，要做比较硬的食品包装，以现有
的材料，是不容易的，对于单层石墨，如果能大批量生产，那是很简
单的[12]。
在这方面，美国可能会特别感兴趣，因为他们正在找这种
高强度的材料，他们计划在２０２０年左右建成太空电梯，而最大的挑战就是寻找能够承受那么大的力的材料了。
５.小结
可以看见，目前对单层石墨的研究对于它的应用至少是大规模的应用还远远不够。
并且人们对它的研究还大多限于电学和物理方面，在化学方面还不够。
可能是因为它的制备现在还很难，更难以大规模制备。
然而，容易预见的是，由于它的这么多的大有前景的应用，各方面的投入肯定会越来越多，待其制备的方法改进能大规模生产至少能满足各种研究的时候，单层石墨的秘密会像少女的神秘面纱一样被层层揭开，那时也会迎来一个单层石墨的新时代。
6.文献引用
[1] [4] [6] [12]张睿,《石墨烯的发现与发展》，自网页下载：/bianj/paper/09/20.pdf 2010.01.01日登陆[2]张盈利，刘开辉，王文龙，白雪冬，王恩哥,石墨烯的透射电子显微学研究，物理 38卷(2009年) 6期，401-408
[3][10] [11]马圣乾裴立振康英杰，《石墨烯研究进展》，自网页下载：/mp/qikan/manage/wenzhang/2009－0109.pdf 2010.01.01日登陆
[5] [7] Robert F.Service, Carbon Sheets an Atom Thick Give Rise to Graphene Dreams, Science 324, 875-877
[8] 杨全红，吕伟，杨永岗，王茂章，自由态二维碳原子晶体——单层石墨烯，新型炭材料23卷（2008年）2期，97-102
[9] A.K.Geim, Graphene: Status and Prospect, Science 324, 530。