Graphene dan grafit

Karbon merupakan elemen yang unik dan sangat fleksibel yang berupaya membentuk seni bina yang berbeza pada nanoscale tersebut. Sejak 20 tahun yang lalu, ahli-ahli baru dalam keluarga nanostructure karbon terhasil, dan banyak lagi akan datang. Kajian ini menyediakan gambaran ringkas mengenai nanostruktur karbon antara C60 hingga graphene, melalui karbon nanotiub baru. Ia menyediakan pembaca dengan definisi penting dalam makanan karbon dan menumpukan kepada novel satu dan dimensional two berlapis karbon (sp2 hybridized), termasuk graphene dan nanoribbons. Kejuruteraan kawalan ini membentangkan akaun terbaru perkembangan sintesis dan pencirian mereka, dan membincangkan perspektif baru jahitan mereka hartanah elektronik, kimia, mekanikal dan magnet yang berasaskan kecacatan. Ia dijangka bahawa sebahagian daripada struktur yang dibincangkan dalam kajian semula akan mempunyai aplikasi penting dalam bidang yang berkaitan dengan elektronik, spintronics, rencam, perubatan dan lain-lain lagi.

Definisi berikut mengenai struktur graphene seperti:

Grafit: Sistem 3D

Kita boleh mendefinisikan grafit seperti Kristal tiga dimensi yang terhingga diperbuat daripada bertindan lapisan yang terdiri daripada atom karbon sp2 hybridized (Gamb. 1 g); Setiap atom karbon disambungkan ke tiga membuat sudut 120◦ dengan panjang bon 1.42 Å. bergantung kepada lapisan stacking, Kristal ini mungkin hexagon (ABABAB...) atau rhombohedral (ABCABC...). Struktur hexagon dan rhombohedal kepunyaan P63/mmc (194) dan R - 3m (166) Ruang Kumpulan, masing-masing. Dalam kedua-dua Kristal 3D, lapisan berinteraksi weakly melalui van der Waals tentera. Kristal grafit boleh didapati secara semulajadi, dan boleh juga boleh buatan disintesis oleh thermolytic proses; seperti pengeluaran sangat berorientasikan grafit pyrolytic (HOPG).

Graphene: Sistem 2D

Kristal graphene merupakan satu tak terhingga dua dimensi lapisan terdiri daripada atom karbon sp2 yang hybridized, yang dimiliki oleh salah satu daripada lima 2D Bravais lattices yang dipanggil kekisi (Segitiga) di hexagon. Memang patut diberi perhatian bahawa oleh cerucuk ke atas lapisan graphene, dalam cara yang disusun, seseorang boleh membentuk grafit 3D. Graphene pada mulanya dianggap sebagai sebuah blok bangunan teori yang digunakan untuk menggambarkan crystal grafit, dan untuk mengkaji pembentukan karbon nanotiub baru (bergolek cadar graphene) dan meramalkan hartanah elektronik mereka menarik. Kristal (satu atom tebal) ini 2D atom karbon mempunyai struktur elektronik yang unik dengan penyebaran linear dengan peringkat Fermi cap jari. Caj pembawa graphene lebih baik dihuraikan sebagai fermions massless Dirac, yang mengakibatkan fenomena baru.