石墨烯基础及性能应用
石墨烯的性质及其应用前景
石墨烯的性质及其应用前景石墨烯是一种由碳原子组成的单层网格结构，它是一种非常特殊的材料。
石墨烯的独特性质，包括优异的导电性、热导性、力学性能和化学稳定性等，使它成为具有革命性的材料。
这篇文章将探讨石墨烯的性质及其应用前景。
一、石墨烯的性质1. 导电性石墨烯具有极高的电导率，可以将电子传输速度提高到几分钟之内。
由于石墨烯单层是具有零带隙的，其导电性能相当优异，几乎可以实现完美传输。
因此，可以将石墨烯用于建立电子传输设备和高频处理器。
2. 热导性石墨烯具有非常优异的热导率，在室温下，其热导率可以达到5000W/m * K, 而且随着温度的升高，石墨烯的热导率还会迅速增加。
这些优秀的热导性能使得石墨烯成为高效的导热材料，它可以用于制造高效的导热设备和电池。
3. 力学性能石墨烯具有非常优秀的力学性能，它的强度非常高，约为碳纳米管的100倍。
即使在非常高的温度下，石墨烯的强度也不会下降，这使得它成为一种特殊的 MEMS 设备制作材料，可以广泛应用于纳米机器人和纳米传感器。
4. 化学稳定性石墨烯的单层结构使其具有高度的化学稳定性，它甚至可以耐受强酸和强碱的侵蚀，这使得它非常适合用于化学工业领域，如催化剂、分离材料和电极。
二、石墨烯的应用前景随着对石墨烯的研究不断深入，石墨烯的潜在应用迅速被发掘出来，这些应用包括以下几个方面：1. 电子传输器件石墨烯的高导电性和低电阻率使其成为制造电子传输器件的理想材料。
例如，可以将石墨烯用于制造高速的场效应晶体管，在高速计算的应用中，石墨烯的优异特性无疑会扮演重要角色。
2. 纳米传感器由于石墨烯的高灵敏度和可控制的电学特性，它可以用作多种传感器，如压力传感器、生物传感器和光传感器。
此外，利用光电特性，石墨烯还可以制成纳米光电传感器。
3. 储能材料石墨烯可以被用作储能材料，这得益于它的优异电导性和热导性。
例如，可以利用其高效的传热性能将石墨烯用于新型高性能电池的制造。
4. 柔性显示器由于石墨烯的高透明度和高导电性，它可以被用于柔性显示器号等显示设备，这些设备具有更高的耐用性，并且非常适合使用在各种微型设备中。
石墨烯材料的性质和应用
石墨烯材料的性质和应用随着科学技术的不断进步和人类对于未知世界的探索，石墨烯材料作为新型纳米材料，越来越受到人们的重视。
石墨烯材料具有独特的结构和性质，具有广泛的应用前景。
本文将从石墨烯的结构、性质及应用三个方面着眼，介绍石墨烯材料的性质和应用。
一、石墨烯的结构石墨烯材料的基本结构是由一个碳原子单层构成。
这些碳原子排列成六边形晶格，形成一个平面的结构，可以看作是石墨单层。
因此，石墨烯材料也可以被称为石墨单晶片。
石墨烯材料的晶格结构非常特殊，具有较高的表面积和光电性能。
同时，在石墨烯材料的晶格中，每个碳原子都与它周围的三个碳原子形成“三角形”结构，也称为“sp2杂化”。
二、石墨烯的性质1.力学性质石墨烯材料具有很高的强度和硬度，同时也具有弹性和柔韧性。
石墨烯单层的强度比钢还要高200倍，而且非常轻，密度只有钢的1/6。
这使得石墨烯材料具有很高的应用价值。
2.电学性质石墨烯材料具有很高的导电率和电子迁移率，是目前已知的导电材料中最好的之一。
石墨烯材料的电子运动速度可达到约1/300光速，这就使得其可以在电子器件中应用。
同时，石墨烯材料的电子迁移率非常高，可以达到15,000cm²/V·s，远高于硅材料。
3.热学性质石墨烯材料具有很高的热导率，是目前已知的热导率最高的固体之一。
石墨烯材料的热导率达到了5300W/(mK)，也就是说，我们的石墨烯材料可以在高温、高压情况下始终保持稳定的性能，而不会因温度过高而熔化变形。
三、石墨烯的应用1.电子材料领域作为新型纳米材料，石墨烯材料在电子领域拥有广泛的应用前景。
首先，石墨烯材料的高导电性和高迁移率使其成为极佳的导电材料，可以用于制造集成电路和晶体管等器件。
其次，石墨烯材料的高透明度和柔韧性，可以用于制造柔性显示器等设备。
此外，在太阳能材料领域，石墨烯材料的高光电转换效率也具有重要的应用价值。
2.能源材料领域石墨烯材料在能源材料领域也具有广泛的应用前景。
石墨烯材料的性质及其应用前景
石墨烯材料的性质及其应用前景石墨烯，是由单层碳原子形成的二维结构，它的厚度只有一个原子的大小。
由于其特殊的物理和化学性质，石墨烯在科学研究和工业领域中有着广泛的应用前景。
本文将探讨石墨烯材料的性质及其应用前景。
一、性质1.电学性质石墨烯材料是一种优良的导电材料。
由于其蜂窝状的晶格结构和高表面积，石墨烯的电阻率相对较低。
同时，由于电子可以在石墨烯的表面自由运动，石墨烯材料具有极高的电子迁移率，这使得这种材料更适合于高速电子器件。
2.力学性质石墨烯的力学性质极其优良。
在各类纳米材料中，石墨烯拥有最高的强度和模量，同时它又是非常柔软的，具有很好的弯曲性。
这些特性已经被广泛应用于构建高强度材料。
3.光学性质石墨烯是一种透明材料，且对各种波长的光谱响应很强，这使得它非常适合用于太阳能电池的制造。
在太阳能电池的应用中，石墨烯可以作为透明导电电极，同时可以替代铜箔作为阴极材料。
4.化学性质石墨烯具有很好的化学稳定性，在大多数溶剂中都能够保持稳定。
由于石墨烯的表面原子非常活泼，因此石墨烯也可以用于吸收有害物质。
这使得它可以成为一种极有价值的污染控制材料。
二、应用前景1.电子产品石墨烯材料在电子领域的应用前景非常广阔。
如今，石墨烯技术已经在液晶显示器、太阳能电池、电极和超级电容器等领域中得到应用。
石墨烯技术也被广泛应用于半导体解决方案、存储设备、太阳能电池和能源储存。
特别是在芯片行业中，石墨烯技术可以为提高芯片的性能和降低成本提供可能。
2.材料科学在材料科学领域中，石墨烯材料的应用前景也非常广阔。
石墨烯可以应用于纳米材料、纤维增强塑料、超材料、粘土纳米复合物和润滑材料等领域，极大地推动了这些领域的发展。
3.健康领域石墨烯还被广泛应用于生命科学领域。
石墨烯可以用于制造药物输送载体、生物医疗传感器、荧光探针和图像对比剂等领域。
这些应用可以改善疾病的诊断和治疗，从而增强对人类健康的保护。
综上所述，石墨烯材料的性质和应用前景都非常优秀，这使得石墨烯技术在未来十年内将会得到更广泛的应用。
石墨烯材料的特性与应用
石墨烯材料的特性与应用石墨烯是一种由碳原子排列成的薄膜，属于二维材料。
它具有出色的导电性、热导性和力学性能，极高的比表面积和柔韧性使其成为许多领域的研究热点。
1. 石墨烯的结构和特性石墨烯的结构类似于一张网格，由一层厚度为一个原子的碳晶格组成。
这种构造使其具有出色的电子传输性能。
该材料的电荷载流子迁移速度非常快，比传统的材料如硅快几倍。
此外，石墨烯的热导率极高，可以有效地传递热量。
这些性质使其成为许多电子学和热学应用领域的理想材料。
2. 石墨烯的应用石墨烯已经在许多领域中得到广泛应用。
以下是一些重要的应用领域：2.1 电子学应用由于石墨烯具有出色的导电性，因此它在电子学领域有广泛的应用。
石墨烯可以用于制造电子元件，如晶体管、集成电路等。
它还可以用于制造光电元件和传感器，如透明导电膜和生物传感器。
2.2 储能材料石墨烯可以用于制造储能器件，如锂离子电池和超级电容器。
其高比表面积和出色的电荷传输速度可以提高储能器件的性能。
石墨烯也可以用于制备储氢材料，这对开发氢燃料电池具有重要意义。
2.3 纳米复合材料石墨烯可以用于制造各种纳米复合材料，如聚合物基复合材料、金属基复合材料等。
石墨烯可以加强复合材料的力学性能，并且可以用于保护材料免受化学和环境腐蚀。
2.4 生物医学应用石墨烯在生物医学领域中也有许多应用。
它可以用于制造药物载体、生物传感器和各种医用材料。
石墨烯也可以用于研究肿瘤及其他疾病的治疗方法，如光疗和热疗。
3. 石墨烯的未来发展石墨烯在各个领域的应用前景广阔。
目前，石墨烯的产量和生产成本仍然很高，生产技术也存在许多难题。
因此，石墨烯的商业化应用仍然需要更多的研究和开发。
未来，石墨烯的大规模生产技术将会得到进一步的发展，其在各个领域的应用将会更为广泛。
总之，石墨烯是一个有着巨大潜力的材料。
它的优异特性使其成为了高效电子器件和新型材料的重要材料，在未来将充满无限的发展和应用前景。
石墨烯的性质及应用
石墨烯的性质及应用石墨烯是一种由碳原子通过共价键结合形成的二维晶体结构，具有一系列独特的性质和应用潜力。
以下将详细介绍石墨烯的性质和应用。
性质：1. 单层结构：石墨烯是由单层碳原子构成的二维晶体结构，在垂直方向上只有一个原子层，具有单层的特点。
2. 高强度：尽管石墨烯只有一个碳原子层，但其强度非常高。
石墨烯的破断强度远远超过钢铁，是已知最强硬的材料之一。
3. 高导电性：石墨烯的碳原子呈现出类似于蜂窝状的排列方式，使得电子能够在其表面自由传导。
石墨烯的电子迁移率是晶体硅的200倍以上，使得其具有非常高的导电性能。
4. 高热导性：由于石墨烯中的碳原子排列紧密，热量传递效率非常高。
石墨烯的热导率超过铜的13000倍，是已知最高的热导材料之一。
5. 弹性：石墨烯具有非常强的弹性，在拉伸过程中可以扩展到原始长度的20%以上，然后恢复到原始形状。
这种弹性使得石墨烯在柔性电子学和拉伸传感器等领域具有广泛应用。
应用：1. 电子器件：石墨烯的高导电性和高迁移率使其成为制造高速电子器件的理想材料。
石墨烯可以作为传统半导体材料的替代品，用于制造更小、更快的电子元件，如晶体管、电容器和电路等。
2. 透明导电膜：石墨烯具有优异的透明导电性能，可以制备成透明导电膜，用于制造触摸屏、显示器和太阳能电池等设备。
相比于传统的氧化铟锡(ITO)薄膜，石墨烯具有更好的柔性和耐久性。
3. 电池材料：石墨烯可以用作锂离子电池的电极材料，具有高电导性和高比表面积的优势。
石墨烯电极可以提高电池的充放电速度和储能密度，有望在电动汽车和可再生能源储存等领域得到应用。
4. 传感器：石墨烯具有优异的电子迁移率和极高的比表面积，使其成为制造高灵敏传感器的理想材料。
石墨烯传感器可以用于检测气体、压力、湿度和生物分子等，具有快速响应和高灵敏度的特点。
5. 柔性电子学：石墨烯的高强度和高弹性使其成为柔性电子学的重要组成部分。
石墨烯可以制备成柔性电路、柔性显示屏和柔性传感器等，有望应用于可穿戴设备、智能医疗和可卷曲设备等领域。
石墨烯的性能研究及应用
石墨烯的性能研究及应用一、石墨烯的简介与制备方法石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体结构，厚度不超过一个原子，具有高导电性、高热导性等特点，成为材料领域的新宠。
石墨烯最早由英国物理学家安德鲁·盖默尔和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在2004年通过解剖石墨成功制备。
石墨烯的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法、转化法、电子束辐照和离子注入法等几种。
其中，机械剥离法是最早的制备方法，即通过转印的方式将石墨烯从石墨晶体中剥离，但是制备的石墨烯质量较差、产率低，且受制于原材料质量、工艺难度较大。
近年来，化学气相沉积法、电子束辐照等方法不断突破，逐渐成为高品质石墨烯的制备方法，产率和质量均得到提高。
二、石墨烯的性能特点1.高导电性石墨烯的电容量为碳材料中最高的，具有高导电性。
根据实验测定，石墨烯电阻率最低约为4.6×10-5Ω·㎝，在常温下的电流密度可达到1010A·㎝^-2，因此石墨烯被认为是理想的一维电极材料。
2.热稳定性石墨烯的热稳定性也极高，其导热性比金、铜高出约3000倍，导致石墨烯可以承受高温。
在极端高温条件下，石墨烯材料的稳定性依然能够得到保持，故可以应用于某些需要高热稳定性的领域。
3.力学强度高由于石墨烯的微结构，石墨烯表现出了很高的力学强度。
在受到弯曲时，石墨烯不会裂开，其强度是同等厚度钢的200倍，是同等厚度玻璃纤维的100倍。
4.光透性石墨烯很薄且平整，因此其具有很高的透光性，从可见光到红外的宽波段均有好的透过率，是制作透明电子器件的理想材料。
三、石墨烯的应用由于石墨烯的独特性质，其在电子材料、柔性显示、能源材料、生物医学等领域有广泛的应用前景。
1.电子材料石墨烯作为一维导电材料，特别适用于制造电极、导电性补充剂等。
石墨烯已经被运用于制造锂离子电池、DNA测序装置等领域，并取得了优异的效果。
2.柔性显示石墨烯由于其透明性、导电性及良好的机械性能，被认为是开发高性能柔性显示器材料最有潜力的技术之一。
石墨烯的性质与应用前景
石墨烯的性质与应用前景石墨烯是一种二维的碳材料，具有出色的物理、化学性质和广泛的应用前景。
它的结构由由单层碳原子组成的六角形格子构成，具有高强度、高导电性、高热导性、高透明度等特点。
由于其独特的性质，石墨烯被广泛关注，已被探索出许多应用前景。
一、石墨烯的物理性质1.高强度和韧性石墨烯的碳碳键强度高，相比其他材料更为坚硬，在温度范围内具有极高的韧性。
同时，由于石墨烯可以卷曲或扭曲形成纳米结构，因此还可以用于弯曲电子学和柔性电子器件。
2.高导电性和透明度石墨烯具有高导电性和透明度，是一种优良的导电薄膜材料。
在透明电子器件中应用广泛，因其透明度高、导电性能好、机械性能佳的特点，有望在LCD、电子纸及光电器件等领域得到广泛应用。
3.高热导性石墨烯具有非常好的热导性质，具有将热量快速传输的能力，可以作为高效的散热材料。
4.低能量损耗和高韧性石墨烯可以吸收大量的机械能，而不会发生断裂，同时石墨烯投工小，可以避免机械衰竭和损伤。
二、石墨烯的化学性质1.高化学稳定性石墨烯能够在多种化学液体中保持稳定，能够抵抗许多酸、碱的腐蚀，且不会被风化，具有很高的耐用性。
2.石墨烯的表面特性石墨烯在物理、化学反应过程中表现得非常活跃和敏感，可以广泛用于表面分析的研究领域，如传感器、化学电源器件等。
三、石墨烯的应用前景石墨烯是一种具有广泛应用前景的材料，特别是当被深度研究和开发出应用的技术后，其影响将会非常大。
1.电子学和光学应用由于石墨烯有极好的导电性和透明度，可以用于开发各种电子学和光学应用，如光伏电池、热电半导体、电子显示器、光电探测器、光电发射器等。
2.生物医学应用石墨烯因其大的比表面积和小的孔径，可以用于生物医学领域的细胞成像、药物释放和细胞分离，同时石墨烯具有出色的生物相容性。
3.电池和超级电容器的应用石墨烯作为电池和超级电容器的材料之一，具有很高的比容量、循环性能和导电性，可以用于开发微型化、高能量密度和长寿命的电池和超级电容器，具有广泛的应用前景。
石墨烯材料的性质与应用
石墨烯材料的性质与应用石墨烯，这个看似普通的材料，却拥有着令人惊叹的特性。
石墨烯是由唯一一层碳原子构成的二维材料，可以看作是碳纳米管的平面展开形式，其厚度仅为一个原子层，是迄今为止最薄的材料。
在这篇文章中，我们将探讨石墨烯的一些性质和应用。
1. 敏锐的光学响应由于石墨烯具有极高的电子迁移率和极高的表面积，它可以被用作传感器领域的基础材料。
这些性质使得石墨烯对外界的光学响应异常敏锐，例如，石墨烯可以被用作吸收红外线光谱的传感器。
在汽车行业中，石墨烯传感器可以监测表面温度，以便确保发动机不会超过最高温度。
此外，石墨烯也可以被用作一种天线，从而接收和传输无线电波信号。
2. 高强度尽管石墨烯仅有一个原子层，它却具有惊人的强度。
石墨烯的强度比钢还要高200倍，可以承受高达130GPa的拉伸。
这个特性使得石墨烯成为一种极具潜力的结构材料，可以用于制造轻型飞机和汽车、高速列车以及建筑结构材料。
3. 炫目的导电性相比常规材料，石墨烯的电导率则高出数个数量级。
这是由于石墨烯的薄层结构可以减少电流的散射，从而提高电流的流动速度。
这个特性使得石墨烯可以被用作高性能电子设备的基础材料，例如高速芯片、高速转换器、电子显示器等。
4. 显著的隔热性石墨烯不仅具有高强度和导电性，其隔热性也相当优秀。
这个特性使得石墨烯可以被用作保暖材料，既可以应用在高温环境、也可以在低温环境中使用。
此外，石墨烯的隔热性也可以被用作隔热材料，在太空探索、火箭制造等领域有广泛的应用。
5. 突出的磁电特性石墨烯除了拥有高强度、导电性、隔热性之外，还在磁电特性上表现突出。
它可以在较小的压力下实现电局部极化，从而呈现出极高的磁力。
这个特性使得石墨烯成为制造超薄电容器和储存设备的材料，同时还可以应用在高分辨率相机和计算机图像领域。
6. 可持续发展石墨烯的发现标志着材料科学与工程领域的一个里程碑，但是，石墨烯的应用并不仅仅局限于这些领域。
石墨烯被广泛认为是未来实现可持续发展的材料之一。
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Graphene Fundamentals and Performance Applications
石墨烯基础及性能应用
学校西安建筑科技大学
论文名称石墨烯基础及性能应用
班级材料科学1302
学号130502112
姓名王号强
指导教师李延军
2016年4月28日
目录
1.碳族材料概述
1.1碳的同素异形体—石墨和金刚石1.2碳的同素异形体—富勒烯
1.3碳的同素异形体—碳纳米管
1.4碳的同素异形体—石墨烯
2.石墨烯及类似物的原子结构
2.1石墨烯及石墨烯材料的定义
2.2石墨烯的原子结构
2.3石墨烯与碳纳米管之间的关系2.4其它层状二维晶体
2.4.1氮化硼纳米片层
2.4.2二氧化钛纳米片
2.5纳米结构的石墨烯
3.石墨烯的性质及制备方法
3.1石墨烯的性质
3.2石墨烯的制备方法
4.石墨烯的表征
5.石墨烯的应用
1.碳族元素概述
1.1碳的同素异形体—石墨和金刚石
20世纪80年代以前，人们普遍认为碳有两种同素异形结构：石墨和金刚石。
金刚石是闪闪发光且非常坚硬的晶体结构，有四个碳原子分别以sp3杂化（键角109度28分）形式相结合，形成三维的正四面体结构。
石墨的结构完全不同于金刚石，碳原子采取sp2杂化（键角120度）形成相应的六方晶体结构。
这两种材料的性质差异十分显著，例如，石墨中高度离域的π键网络结构表明，石墨比金刚石具有更高的导电率，而金刚石sp3碳原子有很强的共价键连锁网状结构，具有很高的硬度。
加之，由于金刚石很宽的带隙（5.5ev），因而金刚石是一种绝缘体，而石墨是一种导体（带隙约为0.25ev）。
1.2碳的同素异形体—富勒烯
1985年，Kroto等人发现了富勒烯，在其1812种结构中，最稳定的是有12个五边形和20个六边形组成的32面体的笼状结构。
一个C60分子的平均外径为1nm。
由于富勒烯具有高度对称性，显示出可以在各种表面上滚动的特性，通过轮状富勒烯的转动，设计和合成的纳米车分子可直接在可控的表面上跑动。
1.3碳的同素异形体—碳纳米管
1991年，日本的电镜专家S.lijima在用石墨电弧发制备C60的过程中意外发现碳纳米管，该材料为中空结构管状物，由2—50层石墨层片卷曲而成，各层之间距离0.343nm，两端由半球形的端帽封闭。
碳纳米管最有前景的应用是在场发射设备中作为电子发射器。
1.4碳的同素异形体—石墨烯
2004年，英国曼彻斯特大学的Andre Geim和konstantin Novoselov发现了石墨烯（graphene）。
他们强行将石墨分离成较小的碎片，从碎片中剥离除较薄的石墨薄片，然后用一种特殊的胶带粘住薄片的两侧，撕开胶带，薄片也随之一分为二，不断重复，就可以得到越来越薄的石墨薄片，而其中部分样品仅由一层碳原子构成的新型的二维原子晶体—石墨烯。
石墨烯的垩发现，充实了碳材料家族，形成了从零维的富勒烯、一维的纳米管、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系。
2.石墨烯及类似物的原子结构
2.1石墨烯及石墨烯材料的定义
石墨烯仅是指排列在六方晶格中的准二维孤立碳原子层。
单层石墨烯（single-layer graphene，SLG)和双层石墨烯（bilayer graphene，BLG）才是零带隙的半导体，它们各自只有一种电子和空穴。
对于所谓的少层石墨烯（few-layer graphene，FLG，3-10层）而言，其导带和价带发生重叠，出现电荷载流子（charge carriers）。
而更厚的石墨烯结构则被认为是石墨薄膜。
当石墨的层数少于10层时，就会表现出较普通三维石墨不同的电子结构，因此，将10层以下的石墨材料成为石墨烯材料。
2.2石墨烯的原子结构
单层石墨烯是单原子层紧密堆积的二位晶体结构，其中碳原子以六元环形状周期性排列于石墨烯平面内。
每个碳原子通过*键与邻近三个原子相连，S、Px和Py三个杂化轨道形成强的共价键结合，组成SP2（120度键角）杂化结构，由于饱和烃的键角为109度28分，故120度的键角张力较小，所以赋予了石墨烯极高的力学性能。
剩余的Pz轨道在与平面垂直的垩方向形成π轨道，此π电子可在石墨烯晶体平面内自由移动，而使石墨烯有良好的导电
性（附：电子跃迁图）。
2.3石墨烯与碳纳米管之间的关系
碳纳米管（carbon nanotube，CNT)的原子结构可以看做是由一条石墨烯带卷曲而形成的管状结构。
而单壁碳纳米管（single-wall CNT,SWCNT)可以设想为由单一的蜂窝状石墨烯片层卷曲而形成的中空圆筒。
2.4其它层状二维晶体
2.4.1氮化硼纳米碳层
单层六方氮化硼（h-BN）具有类似于石墨的二维蜂巢晶格结构，其中B和N原子交相替代了石墨烯中碳原子的位置。
与石墨类似，h-BN中的面内键是共价的，层间键很弱，具有轻微的离子键特性。
尽管h-BN和石墨的原子结构类似，但它们的电学性质却有显著的差异，石墨是一种带隙约为0.25ev的导体，而h-BN是带隙约为5.2ev的绝缘体。
自从2004年发现了石墨烯，氮化硼薄膜的研究也由此复兴，现在的重点是单层BN薄膜的分离。
2.4.2二氧化钛纳米片
二维绝缘材料对很多纳米及微米电子设备如内存卡、电容器和栅极介质等非常重要。
现在已经有各种各样的TMO（镀金属氧化物）被剥离为二维片层。
典型的就是横向尺寸为几十微米的二氧化钛纳米片的合成。
二氧化钛（Ti0.87O2)纳米片是由一个Ti原子和六个氧原子组合形成TiO6正八面体，然后八面体的边缘相连形成二维晶格。
由于块体TiO2优异的介电性能，二氧化钛（Ti0.87O2)纳米片引起了科学家的广泛关注。
2.5纳米结构的石墨烯
由于本征二维石墨烯没有带隙，所以并不适合直接用于构建石墨烯基场效应晶体管。
为了实现石墨烯在半导体纳电子学中的集成，制备宽度在10nm以下的石墨烯纳米带显得尤为重要，并且能够打开一个大小合理的带隙，因为带隙强烈地依赖于纳米带的宽度以及边缘的原子结构。
现在已有多种获得石墨烯结构的试验方法，大致可以分为两类：一类是刻蚀方法，如电子束曝光、纳米线刻蚀、氢离子刻蚀和基于扫描探针显微镜（scanning probe microscope，SPM)；还有一类是化学方法，如超声化学切割、催化氢化和二氧化硅的碳热还原。
3.石墨烯的性质及制备方法
3.1石墨烯的性质
（1）电学性质。
石墨烯在室温下传递电子的速度比已知导体都快。
其载流子迁移率是目前的已知的具有最高迁移率的锑化铟的两倍，超过商用硅片的10倍以上。
（2）力学性质。
石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬。
石墨烯单质中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子
不必重新排列来适应外力，保持了结构的稳定性。
据实验测得，石墨烯的强度是已知测试材料中最高的，达130GPa，是钢的100多倍。
（3）热学性质。
石墨烯是一种稳定材料，其热导率高达5000W/(m.K），是金刚石的3倍。
3.2石墨烯的制备方法
由于二维晶体结构在有限温度下是极不稳定的，而考察石墨烯的基本性质并充分发挥其优异性能需要高质量的单层或薄层石墨烯。
石墨烯的制备方法主要分为三类:第一类为化学剥离法，通过制备氧化石墨作为前驱体，使用化学还原，熔剂热还原，热膨胀还原等手段得到对应的石墨烯。
第二类为合成法，包括有机前驱体合成和熔剂热合成两种方法。
第三类为催化生长法，包括碳化硅外延生长，气相沉积等方法。
4.石墨烯的表征
一般的光学显微镜可以实现对石墨烯层数的快速检测。
此外，拉曼光谱可以有效的表征石墨烯中原子的振动特性和电子性质；SEM主要用于表征以CVD法在导电基底上生长的石墨烯，它可以直接得到石墨烯的晶粒大小、晶粒形貌、覆盖范围、成核密度和生长速率等信息。
TEM可用于确定石墨烯的层数、检测原子尺度的缺陷（缺位、位错、晶界等）和化学性质。
5.石墨烯的应用
石墨烯的应用范围很广，从电子产品到防弹衣和造纸，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。
石墨烯具有超高的强度，碳原子间的强大作用力使其成为目前已知的力学强度最高的材料；还有可能作为添加剂，广泛应用于新型高强度复合材料中；石墨烯良好的导电性及其对光的高透过性又让它在透明导电薄膜的应用中独具优势，而这类薄膜在液晶显示以及太阳能电池等领域至关重要。
在纳米电子器件方面，石墨烯可以制成室温弹道场效应管，从而进一步减小器件开关时间，实现超高频率的操作等。
其他潜能在应用包括：复合材料、作为电池电极材料以提高电池效率、储氢材料、场发射材料、量子计算机以及超灵敏传感器等领域。