石墨烯介紹

1、1獲獎(jiǎng)?wù)攉@獎(jiǎng)?wù)?010年10月5日，2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)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(jiǎng)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(jiǎng)搞笑諾貝爾獎(jiǎng)”——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(jiǎng)。2010年醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：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(jiǎng)：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(jiǎng)得主人數(shù)增加到4名，獲得諾貝爾獎(jiǎng)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(jià)鍵相連，層間由分子間作用力相連。共價(jià)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(shí)，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(gè)片層上下兩側(cè)電子都可以自由移動。并且由于共價(jià)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(shí)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(gè)石墨烯分子層疊加在一起時(shí)，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(gè)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，