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铜、铝等金属的数10倍,导热系数高达5300WmK。三是具有超强的力学性,石墨烯的硬度超过金刚石,断裂强度达到钢铁的100倍。四是具有超强的透光性。石墨烯的吸光率非常小,透光率高达977。五是具有超强的比表面积。石墨烯的比表面积每克比普通活性炭高出1130m2,达到2630m2g。
f31石墨烯的光学性能石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,
只吸收23的光,具有优异的光学性能。理论和实验结果表明,单层石墨烯吸收23的可见光,即透过率为977。从基底到单层石墨烯、双层石墨烯的可见光透射率依次相差23,因此可以根据石墨烯薄膜的可见光透射率来估算其层数。结合非交互狄拉克费米子理论,模拟石墨烯的透射率,可以得出与实验数据相符的结果。
根据折射和干涉原理,不同层数的石墨烯在光学显微镜下会显示出不同的颜色和对比度,为石墨烯层数的辨别提供了方便。
理论和实验表明大面积石墨烯薄膜同样具有优异的光学性能,且其光学特性岁石墨烯的厚度发生变化。石墨烯薄膜是一种典型的透明导电薄膜,可以取代氧化铟锡(ITO)、掺氟氧化铟(FTO)等传统薄膜材料,即可克服ITO薄膜的脆性缺点,也可解决铟资源稀缺对应用的限制等诸多问题。石墨烯透明导电薄膜可作为染料敏化太阳能电池和液晶设备的窗口层电极。
另外,当入射光的强度超过某一临界值时,石墨烯对其的吸收会达到饱和。这一非线性光学行为成为饱和吸收。在近红外光谱区,在强光辐照下,由于其宽波段吸收和零带隙的特点,石墨烯会慢慢接近饱和吸收。利用这一性质,石墨烯可用于超快速光子学,如光纤激光器等。
32石墨烯的电学性能石墨烯的每个碳原子均为sp2杂化,并贡献剩余一个p轨道电子形成π键,
π电子可以自由移动,赋予石墨烯优异的导电性。由于原子间作用力非常强,
f在常温下,即使周围碳原子发生碰撞,石墨烯中的电子收到的干扰也很小。电子在石墨烯中传输时不易发生散射,传输效率15×105cm2Vs,约为硅中电子迁移率的140倍。其电导率可达106sm,而电阻率只约106Ωcm,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低,电子迁移的速度极快,因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜。人们发现,石墨烯具有非同寻常的导电性能,超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,它的出现有r
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