材料選用、設計與前沿
石墨烯
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石墨烯是只有一個原子厚的單層碳,排成蜂巢狀的六邊形。把石墨(普通鉛筆芯)剝下單獨一層就是它。2004 年兩位物理學家用不過就是膠帶把它剝了出來,這項工作獲得 2010 年諾貝爾物理獎。
它的性質來自鍵結:每個碳在平面內以共價鍵連到三個鄰居,使它面內強度極高(E 約 1 TPa、強度約 130 GPa),而電子幾乎可無阻礙地穿過它(遷移率極高)。它還透明,導熱與導電都極佳。石墨烯是其他碳形態的基本建構單元——石墨是一層層堆疊的石墨烯,奈米碳管則是捲成圓柱的石墨烯。
這對軟性電子、感測器、複合材料與塗層都很重要。誠實的提醒:石墨烯沒有能隙,所以不像矽那樣能簡單關斷——這是做邏輯電晶體的真實障礙——而且撐起頭條研究的那種完美單晶,與市售便宜的『石墨烯』薄片、粉末,根本天差地別。
你每次用鉛筆寫字,都在抹下一疊疊的石墨烯:石墨不過就是一層層堆疊、彼此靠微弱作用力相連的石墨烯。2004 年兩位物理學家用普通膠帶從石墨剝下單層,量到一種電子幾乎暢行無阻、以單位重量計又比鋼還強的材料——這正是獲得 2010 年諾貝爾獎的工作。
一層鉛筆芯就是石墨烯;把它分離出來並量測,改寫了二維材料能做到什麼。
石墨烯沒有能隙,無法像矽那樣關斷——這是做邏輯電晶體的根本障礙——而且市售便宜的『石墨烯』粉末,離頭條研究裡那種完美單晶差得很遠。
又称
另见