石墨烯介紹

1、1獲獎?wù)攉@獎?wù)?010年10月5日，2010年諾貝爾物理學(xué)獎被授予英國曼徹斯特大學(xué)的安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的研究。PPT1安德烈海姆，1958年10月出生于俄羅斯，擁有荷蘭國籍，父母為德國人。1987年在俄羅斯科學(xué)院固體物理學(xué)研究院獲得博士學(xué)位。他于2001年加入曼徹斯特大學(xué)，現(xiàn)任物理學(xué)教授和納米科技中心主任。之前擁有此榮譽(yù)頭銜的人包括盧瑟福爵士，盧瑟福于19071919年在曼徹斯特大學(xué)工作。他至今發(fā)

2、表了超過150篇的文章，其中有發(fā)表在自然和科學(xué)雜志上的。他獲得的獎項(xiàng)包括2007年的MottPrize和2008年的EurophysicsPrize。2010年成為皇家學(xué)會350周年紀(jì)念榮譽(yù)研究教授。在2000年他還獲得“搞笑諾貝爾獎搞笑諾貝爾獎”——通過磁性克服重力，讓一只青蛙懸浮在半空中。10年后的2010年他獲得諾貝爾物理學(xué)獎。2010年醫(yī)學(xué)獎：荷蘭的兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)哮喘癥可用過山車治療。和平獎：英國研究人員證實(shí)詛咒可以減輕疼痛。P

3、PT2康斯坦丁諾沃肖洛夫，1974年出生于俄羅斯，具有英國和俄羅斯雙重國籍。2004年在荷蘭奈梅亨大學(xué)獲得博士學(xué)位。是安德烈海姆的博士生。曼徹斯特大學(xué)目前任教的諾貝爾獎得主人數(shù)增加到4名，獲得諾貝爾獎的歷史總?cè)藬?shù)為25位。發(fā)現(xiàn)石墨屬于混晶，為片層結(jié)構(gòu)，層內(nèi)由共價鍵相連，層間由分子間作用力相連。共價鍵是比較牢固的，但分子間作用力（范德華力）小得多。因此，石墨的單層是牢固的，而層間作用力很小，極易脫落。2004年，他們發(fā)現(xiàn)了一種簡單易行的新

4、途徑。他們強(qiáng)行將石墨分離成較小的碎片，從碎片中剝離出較薄的石墨薄片，然后用一種特殊的塑料膠帶粘住薄片的兩側(cè)，撕開膠帶，薄片也隨之一分為二。不斷重復(fù)這一過程，就可以得到越來越薄的石墨薄片，而其中部分樣品僅由一層碳原子構(gòu)成——他們制得了石墨烯。3以，金屬常常會出現(xiàn)空穴或雜原子等晶體缺陷，破壞了金屬的規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)，當(dāng)電子經(jīng)過這些缺陷時，就容易發(fā)生散射等現(xiàn)象，降低了電子定向移動的速度，影響了導(dǎo)電性。石墨烯最大的特性是其中電子的運(yùn)動速度達(dá)到了光

5、速的1300，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動速度。這使得石墨烯中的電子的性質(zhì)和相對論性的中微子非常相似。石墨烯的導(dǎo)電機(jī)理：由于石墨烯所有原子均參與了離域，所以其整個片層上下兩側(cè)電子都可以自由移動。并且由于共價單鍵的穩(wěn)定性，石墨烯不會出現(xiàn)某位置碳原子的缺失或被雜原子替換，保證了大π鍵的完整性，電子在其中移動時不會受到晶體缺陷的干擾，得以高速傳導(dǎo)，因此石墨烯有著超強(qiáng)的導(dǎo)電性。3.透明性與不透明性由于石墨烯是單薄片狀態(tài)的，光子雖然不能穿透碳

6、原子核，但是，可以穿透碳原子核之間的廣大的空間，所以，石墨烯是一種透明的物質(zhì)，當(dāng)幾個石墨烯分子層疊加在一起時，由于碳原子核排列有序（就像檢閱場上的方隊(duì)那樣），光很容易穿透方隊(duì)中的間隙呈現(xiàn)透明狀態(tài)。盡管只有單層原子厚度，但石墨烯有相當(dāng)?shù)牟煌该鞫龋嚎梢晕沾蠹s2.3%的可見光。而這也是石墨烯中載荷子相對論性的體現(xiàn)。4.機(jī)械特性石墨烯之所以硬，是因?yàn)樘荚踊虻睦@核電子只是在碳原子核的徑方向面上存在著和運(yùn)動著，碳原子核兩極的軸方向上是沒有繞核電

7、子的，就是說，石墨烯表面上立的或排列的都是原子核，如果外部物質(zhì)與它撞擊，撞擊的不是繞核電子而是直接撞擊在原子核上，所以，石墨烯表面顯示的非常硬。PPT6石墨烯是人類已知強(qiáng)度最高的物質(zhì)，比鉆石還堅(jiān)硬，強(qiáng)度是鋼鐵的100倍以上。哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家對石墨烯的機(jī)械特性進(jìn)行了研究。選取一些石墨烯微粒將這些樣品放在了一個表面被鉆有小孔的晶體薄板上，這些孔的直徑在1—1.5微米之間。之后，他們用金剛石制成的探針對這些放置在小孔上的石墨烯施加壓力，