石墨烯制作..pptVIP

主要内容： 石墨烯的简介 石墨烯的制备技术 石墨烯的应用 石墨烯的前景 一、石墨烯的简介 石墨烯的定义 石墨烯的发现 石墨烯的结构和性质 石墨烯与大自然的完美契合 一、石墨烯的简介 Graphene(石墨烯) 是2004年由曼彻斯特大康斯坦丁·诺沃肖洛夫 （Kostya Novoselov）和安德烈·海姆 （Andre Geim）发现的，他们使用的是一种被称为机械微应力技术（micromechanical cleavage）的简单方法。正是这种简单的方法制备出来的简单物质——石墨烯推翻了科学界的一个长久以来的错误认识——任何二维晶体不能在有限的温度下稳定存在。现在石墨烯这种二维晶体不仅可以在室温存在，而且十分稳定的存在于通常的环境下。 一、 石墨烯的简介 完美的石墨烯是二维的, 它只包括六角元胞。(等角六边形) 如果有五角元胞和七角元胞存在,那么他们构成石墨烯的缺陷。如果少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘曲; 12个五角元胞的会形成富勒烯。碳纳米管也被认为是卷成圆桶的石墨烯; 可见，石墨烯是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元 一、石墨烯的简介 化学稳定性:石墨在常温下具有良好的化学稳定性，能耐酸碱、耐有机溶剂的腐蚀。 润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。石墨为层状耐磨矿物，其Bond粉碎功指数高达45.03kw/t，相较于粘土的7.1kw/t、黄铁矿的8.9kw/t，以及石英的12.77kw/t高出许多. 抗热震性:石墨在高温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。 一、石墨烯的简介 除了优异的电学、热学及力学性能之外，石墨烯还具有一些其他新奇的性质。 由于石墨烯边缘及缺陷处有孤对电子，使石墨烯具有铁磁性等磁性能。 由于石墨烯单原子层的特殊结构，使石墨烯的理论比表面积高达2630m2/g。 石墨烯也具备独特的光学性能，单层石墨烯在可见光区的透过率达97%以上。 一、石墨烯的简介 一、石墨烯的简介 四、石墨烯的前景 1.电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管。 2.进一步减小器件开关时间，THz超高频率的操作响应特性。 3.探索单电子器件。 4.在同一片石墨烯上集成整个电路。 5.其它潜在应用包括：复合材料；作为电池电极材料以提高电池效率、储氢材料领域、场发射材料、量子计算机以及超灵敏传感器等领域。 6.可应用于各种器件的特殊性能要被精确的控制。 7.最重要的是石墨烯制备方法的改进，如何大量、低成本制备高质量的石墨烯材料应该是未来研究的一个重点。 可以说，石墨烯的出现不仅给科学家们提供了一个充满魅力与无限可能的研究对象，更让我们对其充满了期待，也许在不久的将来，石墨烯就会为我们搭建起更加便捷与美好的生活。 石墨烯的出现可能会将摩尔定律延续下去，2025年以后可能是从“硅”时代跨越到“石墨烯”时代。 晶体外沿生长法 所获得的石墨烯面积较大，且质量较高 使用外延生长法生成的石墨烯不易转移到别的基体上使用， 所以主要用于以SiC 为衬底的石墨烯器件， 单晶SiC 的价格昂贵，成本非常高，生长条件也很苛刻。 氧化石墨还原法 简单易行的工艺成、高效、 环保、且成本较低 石墨烯本身具有极大的比表面积，非常容易发生不可逆转的团聚现象，而降低石墨烯的属性。 氧化还原的过程中，石墨烯的电子结构以及晶体的完整性容易受到强氧化剂的破坏，进而影响石墨烯的分子特性 三、石墨烯的应用 3.1 传感器 pH传感器 石墨烯表面的含氧基团可与水及 OH-形成氢键 ,晶体外延型的1-2层石墨烯可灵敏地感知面的离子密度 ,从而可以作为很好的 pH 传感器。这也预示着石墨烯有可能在合成超快、 低噪声的生物传感器和化学传感器方面有很好的发展前景。 气体分子传感器 石墨烯的表面可吸附气体分子 ，而不同的气体分子可以作为电子给体或受体 ，从而引起电导率的变化，这与固态气体传感器的作用机制相似。 在石墨烯表面掺杂金属 Pd后， H2 有很好的灵敏性 ,可作为 H2 传感器。 3.2 储氢材料 合金：价格昂贵而且比重大 ，因而在很大程度上限制了其实际应用。 石墨烯：有很好的储氢能力，而且的价格低廉 ，能够大幅度降低成本。 3.3 超导材料 在石墨烯中出现电子与声子强烈作用的时候也可能和金属材料一样，预示着超导现象的存在。 Heersche等人利用石墨烯连接的两个超导电极来研究约瑟夫森效应时观察到有超电流通过，并发现即使在零电荷密度时也同样存在超电流。 这说明，石墨烯也具有超导性，并且其超导性能可