石墨烯的特性

石墨烯独特的单原子层结构，决定了其拥有许多优异的性质。石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”，极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

石墨烯有很多“最强性能”，具体见下图所述：

1.石墨烯的电学特性

单层石墨烯的价带与导带相交于布里渊区的六个顶点，这些顶点就是狄拉克点。由此，我们发现石墨烯是一种特殊能带结构的零带隙半导体材料。因此，石墨烯具有很多优异的电学特性：（全民乐VⅡ1）低电阻率；（2）高迁移率；（3）高迁移速度；（4）半整数量子霍尔效应。

2全民乐VⅡ .石墨烯的力学特性

由于石墨烯中的每个碳原子均与相邻的三个碳原子结合成很强的σ键，因此石墨烯同样表现出优异的力学性能。

2008年，美国哥伦比亚大学两名华裔科学家利用原子力显微镜直接测试了单层石墨烯的力学性能，发现石墨烯是至今测量过的强度最大的材料，其杨氏模量约为1100GPa，断裂强度更是达到了130GPa，比结构刚的强度要高200倍。

2013年，该研究团队发现即使是存在缺陷的石墨烯仍然是目前已知的强度最高的材料。完全由缝合晶界组成的石墨烯薄膜能保持超高强度，这是石墨烯在柔性电子和加强件等领域大量应用的关键。

3.石墨烯的热学特性

(1)石墨烯的导热率高达5300W·m-1·K-1，是铜的2倍和硅的50倍；

(2)单层石墨烯的导热率与片层宽带、缺陷密度和边缘粗糙度密切相关；

(3)石墨稀片层沿平面方向导热具有各向异性的特点；

(4)在室温以上，导热率随着温度的增加而逐渐减小。

4.全民乐VⅡ石墨烯的光学特性

2008年，奈尔(Nair)等人发现石墨烯在近红外和可见光波段具有极佳的光透射性。他们将悬浮的石墨烯薄膜覆盖在几十个μm量级的孔洞上，发现单层石墨烯的可见光透过率能够达97.7%，而且透光率随着层数的增加呈线性减少的趋势。