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1.2 石墨烯
1.2.1 石墨烯的结构与性能 简单地说，石墨烯就是单层的石墨片，只有一个原子那么厚，由 sp2杂化的碳原子紧密排列而成的蜂窝状晶体结构[1]。石墨烯的碳原子中的σ键之间的连接非常牢固。石墨烯的表面有着大量的波纹，并不是一个非常平整的平面，它通过自身表面形成褶皱来维持稳定性。石墨烯的结构分为锯齿型和扶手椅型，这两种不同结构的石墨烯纳米条带有不同的电子传输特性。此外，石墨烯的力学和热学性能也非常优异，石墨烯的室温热导率比碳纳米管和金刚石都要高，大约5×103W/m• K。 单层石墨烯的厚度只有0.35 nm，是已知的最薄的材料，又是强度最高的材料，各向异性程度也非常高，结构非常的稳定。石墨烯的弹性也非常好，其碳原子之间的连接非常柔韧。 石墨烯还具有优异的光学和电学性能。单层的石墨烯透明性很好，只吸收 2.3%的可见光，石墨烯的可见光透射率随着厚度发生有规律的变化，约每多一层透光率就减少2.3%[2]，因此可以根据透过率来估算粗略计算出石墨烯的层数。石墨烯中原子间的作用力很强，通常电子受到的干扰较小，电子在石墨烯中的迁移率很高，能够达到达 2×105 cm2/(V•s)[3]，大约是硅的 140 倍，因而石墨烯有着超高的电导率，可以作为性能优异的透明导电薄膜应用于电子器件中。