西安电子科技大学：类石墨烯二维材料与石墨烯（43页）.pdf

1、西安电子科技大学类石墨烯二维材料与“石墨烯+”西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室陕西省石墨烯联合实验室西安电子科技大学类石墨烯二维功能材料与器件高级研究中心张进成 王东西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室、陕西省石墨烯联合实验室西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室、陕西省石墨烯联合实验室大纲石墨烯的发现与神奇特性石墨烯研究与应用现状类石墨烯二维材料类石墨烯二维材料与“石墨烯+”12341234西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室、陕西省石墨烯联合实验室西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室、陕西省石墨烯联合实验室几个物理名词

2、的简单解释同素异构体同素异构体同一种元素的原子按照不同的排列方式形成的稳定化学结构，其各自的物理和化学性能具有非常大的差异性。同一种元素的原子按照不同的排列方式形成的稳定化学结构，其各自的物理和化学性能具有非常大的差异性。材料的维度材料的维度z zyxyx三维结构yxyx二维结构z zZ方向被压缩，厚度无限小Z方向被压缩，厚度无限小yxyx一维结构z zZ和x方向同时压缩，厚度、宽度无限小Z和x方向同时压缩，厚度、宽度无限小yxyx零维结构z z三个方向同时压缩，长、宽、高均无限小三个方向同时压缩，长、宽、高均无限小煤炭（石墨）和钻石（金刚石）都是由碳元素构成，石墨与金刚石都是碳元素的同素异构

3、体。西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室、陕西省石墨烯联合实验室西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室、陕西省石墨烯联合实验室起源碳的同素异构体（一）碳的第一种同素异构体金刚石碳的第一种同素异构体金刚石 几十亿年前地下深处岩浆中的碳元素在高温高压下结晶几十亿年前地下深处岩浆中的碳元素在高温高压下结晶 碳原子组成的空间四面体结构碳原子组成的空间四面体结构 自然界硬度最高的物质自然界硬度最高的物质 热导率最高热导率最高碳的第二种同素异构体石墨碳的第二种同素异构体石墨 几亿-数千万年前古代植物化石几亿-数千万年前古代植物化石 碳原子层层堆叠形成的片状结构碳原子层层堆叠形成的

4、片状结构 层内是六边形蜂巢结构层内是六边形蜂巢结构 层间是分子间作用力，层间易产生滑移，可用作润滑层间是分子间作用力，层间易产生滑移，可用作润滑 具有很好的导电性和导热性具有很好的导电性和导热性西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室、陕西省石墨烯联合实验室西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室、陕西省石墨烯联合实验室起源碳的同素异构体（二）碳的第三种同素异构体富勒烯（足球烯）碳的第三种同素异构体富勒烯（足球烯）1985年被Robert Curl等人发现1985年被Robert Curl等人发现获1990年诺贝尔化学奖获1990年诺贝尔化学奖 碳原子五元环、六元环组成的球

5、状或椭球状晶体碳原子五元环、六元环组成的球状或椭球状晶体 低对称型和固有手性低对称型和固有手性 高硬度和高导电性高硬度和高导电性 广泛应用于材料改性和添加剂领域广泛应用于材料改性和添加剂领域碳的第四种同素异构体纳米碳管碳的第四种同素异构体纳米碳管 1991年NCE饭岛博士发现1991年NCE饭岛博士发现 碳原子六边形卷曲形成的封闭或半封闭管状晶体碳原子六边形卷曲形成的封闭或半封闭管状晶体 单壁和多壁单壁和多壁 封闭与半封闭封闭与半封闭 机械强度高、韧性高、导电性和导热性优良机械强度高、韧性高、导电性和导热性优良 可以广泛应用于能源、显示和微电子领域可以广泛应用于能源、显示和微电子领域西安电子科

6、技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室、陕西省石墨烯联合实验室西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室、陕西省石墨烯联合实验室起源碳的同素异构体（三）碳的第五种同素异构体石墨烯碳的第五种同素异构体石墨烯 碳原子组成的平面六边形蜂巢状晶体碳原子组成的平面六边形蜂巢状晶体 厚度仅一个原子厚度仅一个原子 世界上第一种二维晶体世界上第一种二维晶体 超高迁移率超高迁移率 优良机械性能优良机械性能 光学透明光学透明 层数18层为石墨烯层数18层为石墨烯 层间以范德华力结合层间以范德华力结合 超过10层为石墨超过10层为石墨石墨烯石墨纳米碳管富勒烯堆叠卷曲闭合A.K.GeimK.S.Novoso