Graphene石墨烯文献笔记
《石墨烯相关知识》word版
石墨烯石墨烯（Graphene）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，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，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。
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10-6Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料（仅限常温下，肯定比不过超导）。
因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，在室温状况，传递电子的速度比已知导体都快。
石墨烯的原子尺寸结构非常特殊，必须用量子场论才能描绘。
石墨烯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)。
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。
锂电池外文文献阅读笔记
NO.1可作为锂离子电池负极材料的PEO辅助静电硅-石墨烯复合材料
NO.2在聚丙烯腈类碳纳米纤维上使用石墨烯通过电纺技术制备二氧化硅纳米粒子
NO.3高性能锂离子电池氧化镍/镍纳米结构电极的结构设计
NO.4 NaOH表面蚀刻增强锂离子电池氧化硅阳极循环性能及其反应机理
NO.5从氰配位聚合物派生的三维微孔的Sn-Ni @ C网：迈向高性能锂蓄电池负极材料
NO.6 PH值驱动的溶解-沉淀法：一种制备新型的朝着泡沫镍上氢氧化镍纳米片阵列超薄化的超高容量锂离子电池无粘结剂阳极材料的方法
NO.7垂直排序Ni3Si2/Si纳米棒阵列作为高性能锂离子电池负极材料的研究
NO.8锂离子电池负极材料的硅纳米颗粒之间工程空空间
NO.9在聚丙烯腈类碳纳米纤维上使用石墨烯通过电纺技术制备二氧化硅纳米粒子
下面是中文文献
NO.1 Sn-Ni-Al 合金作为锂离子电池负极材料的研究
NO.2芯壳结构碳包覆二氧化锡纳米纤维膜制备及表征
NO.3锂离子电池锡基负极材料的研究进展
NO.4锂离子电池锡基复合负极材料的研究进展。
2010 诺贝尔 化学奖 graphene 石墨烯介绍
graphene知识扫盲ABC墨烯控制制备、结构表征与物性研究系列进展1. 石墨烯（graphene）是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是构建其它维度碳质材料（如零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨）的基本单元。
石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能，可望在高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域获得广泛应用。
由于其独特的二维结构和优异的晶体学质量，石墨烯蕴含了丰富而新奇的物理现象，为量子电动力学现象的研究提供了理想的平台，具有重要的理论研究价值。
因此，石墨烯迅速成为材料科学和凝聚态物理领域近年来的研究热点。
最近，中科院金属所沈阳材料科学国家（联合）实验室先进炭材料研究部成会明、任文才带领研究生在石墨烯的控制制备、结构表征与物性的研究方面取得了一系列新的进展，主要包括：（一） 可控制备出高质量石墨烯。
根据层数不同，石墨烯的电子结构会发生显著变化，因此实现石墨烯层数的可控制备十分关键。
与微机械剥离和外延生长方法相比，化学剥离是一种有望实现石墨烯低成本宏量制备的有效方法，但所制备的石墨烯大多为单层、双层和多层石墨烯的混合物。
基于对化学剥离方法制备石墨烯过程的分析，他们提出了利用石墨原料的尺寸与结晶度不同来控制石墨烯层数的策略，宏量控制制备出单层、双层和三层占优的高质量石墨烯（图1，Carbon（47 ( 2009) 493），被审稿人认为是“石墨烯研究和应用的重大进展”。
为了进一步提高化学剥离方法制备的石墨烯的质量，他们根据氢电弧放电反应温度高、可实现快速加热及原位还原的特点，采用电弧加热膨胀解理石墨以去除含氧官能团和愈合结构缺陷，进而提高了石墨烯的质量。
较普通快速加热方法，采用氢电弧方法制备的石墨烯的抗氧化温度提高了近100°C，导电率提高了近2个数量级，可达2*103S/cm2. 提出了表征石墨烯结构的新方法。
石墨烯表征方法的建立是对其结构进行快速有效表征、控制制备及应用的前提和基础。
“Graphene”研究及翻译
“Graphene”研究及翻译摘要：查阅近5年我国SCI、EI期源刊有关石墨烯研究873篇，石墨烯研究的有关翻译存在很大差异。
从石墨烯的发现史及简介，谈石墨烯内涵及研究的相关翻译。
指出“石墨烯”有关术语翻译、英文题目、摘要撰写应注意的问题。
关键词：石墨烯；石墨烯术语；翻译石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体，它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2杂化碳的基本结构单元，具有很多奇异的电子及机械性能。
因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。
近5年我国SCI、EI期源刊研究论文873篇，论文质量良莠不齐，发表的论文有35.97%尚未被引用过，占国际论文被引的4.84%左右。
石墨烯研究的有关翻译也存在很大差异。
为了更好的进行国际学术交流，规范化专业术语。
本文就“graphene”的内涵及翻译谈以下看法。
l “Graphene”的发现史及简介1962年，Boehm等人在电镜上观察到了数层甚至单层石墨（氧化物）的存在，1975年van Bom-mel等人报道少层石墨片的外延生长研究，1999年德克萨斯大学奥斯汀分校的R Ruoff等人对用透明胶带从块体石墨剥离薄层石墨片的尝试进行相关报道。
2004年曼彻斯特大学的Novoselov和Geim小组以石墨为原料，通过微机械力剥离法得到一系列叫作二维原子晶体的新材料——石墨烯，并于10月22日在Sclence期刊上发表有关少层乃至单层石墨片的独特电学性质的文章，2010年Gelm和No-voselov获得了诺贝尔物理学奖。
石墨烯有着巨大的比表面积（2630 m2/g）、极高的杨氏模量（1.06 TPa）和断裂应力（～130GPa）、超高电导率（～106 S/cm）和热导率（5000W/m·K）。
石墨烯中的载流子迁移率远高于传统的硅材料，室温下载流子的本征迁移率高达200000 cm2/V.s），而典型的硅场效应晶体管的电子迁移率仅约1000 cm2/V.s。
石墨烯综述
1.1石墨烯概述1.1.1石墨烯结构石墨烯(Graphene)作为一种平面无机纳米材料，在物理、化学、科技、数码方面的发展都是极具前景的。
它的出现为科学界带来极大的贡献，机械强度高，导热和导电功能极具优势，原材料来源即石墨也相当丰富，是制造聚合复合物的最佳无机纳米技术。
由于石墨烯的运用很广泛，导致在工业界的发展存在很严重的一个问题就是其制作过程规模浩大，所以应该将其合理地分散到相应的聚合物部，达到均匀分布的效果，同时平衡聚合物之间的作用力。
石墨烯的部结构是以碳原子以sp2 杂化而成的，是一种单原子结构的平面晶体，其以碳原子为核心的蜂窝状结构。
一个碳原子相应的只与非σ键以外的三个碳原子按照相应的顺序连接，而其他的π则相应的与其他的的碳原子的π电子有机地组成构成离域大π键，在这个离域围，电子的移动不受限制，因为此特性使得石墨烯导电性能优异。
另一方面，这样的蜂窝状结构也是其他碳材料的基础构成元素。
如图 1-1 所示，单原子层的最外层石墨烯覆盖组成零维的富勒烯，任何形状的石墨烯均可以变化形成壁垒状的管状[1]。
因为在力学规律上，受限于二维晶体的波动性，所以任何状态的石墨烯都不是平整存在的，而是稍有褶皱，不论是沉积在最底层的还是不收区域限制的。
，如图 1-2 所示，蒙特卡洛模拟（KMC）做出了相应的验证 [3]。
上面所提的褶皱围在横向和纵向上都存在差异，这种微观褶皱的存在会在一定程度上引起静电，所以单层的会很容易聚集起来。
同时，褶皱的程度也会相应的影响其光电性能 [3-6]图 1-1. 石墨烯:其他石墨结构碳材料的基本构造单元，可包裹形成零维富勒烯，卷曲形成一维碳纳米管，也可堆叠形成三维的石墨[7]。
Figure 1-1. Graphene: the building material for other graphitic carbon materials. It can be wrapped up into 0D buckyballs, rolled into 1D nanotubes or stacked into 3D graphite[7].图 1-2. 单层石墨烯的典型构象[1]。
石墨烯学习资料
• 光子传感器 • 石墨烯还可以以光子传感器的面貌出现在
更大的市场上，这种传感器是用于检测光 纤中携带的信息的，现在，这个角色还在 由硅担当，但硅的时代似乎就要结束。去 年10月，IBM的一个研究小组首次披露了 他们研制的石墨烯光电探测器，接下来人 们要期待的就是基于石墨烯的太阳能电池 和液晶显示屏了。因为石墨烯是透明的， 用它制造的电板比其他材料具有更优良的 透光性。
2020/6/19
应用前景
• 可做“太空电梯”缆线 • 据科学家称，地球上很容易找到石墨原料，而石
墨烯堪称是人类已知的强度最高的物质，它将拥 有众多令人神往的发展前景。它不仅可以开发制 造出纸片般薄的超轻型飞机材料、可以制造出超 坚韧的防弹衣，甚至还为“太空电梯”缆线的制 造打开了一扇“阿里巴巴”之门。美国研究人员 称，“太空电梯”的最大障碍之一，就是如何制 造出一根从地面连向太空卫星、长达23000英里 并且足够强韧的缆线，美国科学家证实，地球上 强度最高的物质“石墨烯”完全适合用来制造太 空电梯缆线！
2020/6/19
2010年10月，英国曼彻斯特大学安德 烈·盖姆和其昔日的弟子康斯坦丁·诺沃肖洛 夫因在石墨烯方面卓越研究而分享了诺贝尔 物理学奖，从而使石墨烯在量子计算、生物 计算、光计算、碳纳米管等硅计算替代者中 ，脱颖而出。
石墨烯晶体管已展示出优点和良好性能 ，因此石墨烯可能最终会替代硅。由于成果 要经得起时间考验，许多诺贝尔科学奖项都 是在获得成果十几或几十年后才颁发，而石 墨烯材料的制备成功才6年时间，就获得了 诺贝尔奖。
2020/6/19
2020/6/19
• 石墨烯特性
• 结构稳定 • 韧性好 • 优秀的导电性 • 最薄 • 硬度最高 • 导热性最好 • 透光性好
[整理]“神奇材料”石墨烯graphene(二)：或将引发布线革命.
![[整理]“神奇材料”石墨烯graphene(二)：或将引发布线革命.](https://img.taocdn.com/s3/m/dfc3f13dcc17552707220871.png)
“神奇材料”石墨烯（二）：或将引发布线革命是否会引发布线革命石墨烯还具备其他比较对象所缺乏的多项独特性质。
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）。
如果无散射传输特性能够实用化，石墨烯就有望超越可通过大电流的单纯特性而成为革命性的布线材料，包括IBM、美国英特尔及富士通在内的多家半导体厂商及研究机构目前都在推进这方面的研究。
这是因为电阻值一般会随着布线长度成比例增加，而无散射传输布线则是布线越长，单位长度的电阻值越低。
这有助于解决LSI总体布线中存在的一大课题——传输延迟问题。
另外，无散射传输特性还对杂质非常敏感，因此有助于实现能够判定有无单分子的超高灵敏度传感器。
其实普通半导体等也会发生无散射传输现象。
但绝大多数以数K的极低温度为必要条件，而且发生这一现象的长度非常短，仅为数nm～数百nm。
而石墨烯则有望在室温下实现长达数mm～数cm的无散射传输注1）。
注1）目前已确认石墨烯可在极低温环境下实现数mm的无散射传输。
室温下只能传输200nm以上。
有关石墨烯的文献
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。