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石墨烯
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'''石墨烯'''（英文'''Graphene'''），石墨烯是一种 [[ 纳米 ]] 材料，它的发现获得了2010 年的 [[ 诺贝尔 ]] 物理奖，是目前发现的最坚固和最轻的材料。它是纯 [[ 碳 ]] 的原子层，只有一个原子厚度的二维材料，完全分布在蜂窝六角的形成上。 <ref>[http://graphenemex.com/cn/about_us/what-is-graphene/ 什么是石墨烯？]</ref>
[[File:石墨烯.jpg|有框|500px|right|石墨烯 (baidu.com 图片) [https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1575769776222&di=2c1f160a2e456a8d94898769ed21bc6e&imgtype=0&src=http%3A%2F%2F5b0988e595225.cdn.sohucs.com%2Fq_70%2Cc_zoom%2Cw_640%2Fimages%2F20180905%2F75228eb394ba4184a9ed348f1e9e8007.jpeg 原图链接] [https://image.baidu.com/search/detail?ct=503316480&z=0&ipn=d&word=%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E7%83%AF&step_word=&hs=0&pn=13&spn=0&di=72600&pi=0&rn=1&tn=baiduimagedetail&is=0%2C0&istype=0&ie=utf-8&oe=utf-8&in=&cl=2&lm=-1&st=undefined&cs=1179819847%2C1167211410&os=4269116189%2C3109383925&simid=4140441629%2C702315466&adpicid=0&lpn=0&ln=1008&fr=&fmq=1575757669612_R&fm=&ic=undefined&s=undefined&hd=undefined&latest=undefined©right=undefined&se=&sme=&tab=0&width=undefined&height=undefined&face=undefined&ist=&jit=&cg=&bdtype=0&oriquery=&objurl=http%3A%2F%2F5b0988e595225.cdn.sohucs.com%2Fq_70%2Cc_zoom%2Cw_640%2Fimages%2F20180905%2F75228eb394ba4184a9ed348f1e9e8007.jpeg&fromurl=ippr_z2C%24qAzdH3FAzdH3F4_z%26e3Bf5i7_z%26e3Bv54AzdH3FwAzdH3Fdcdancabn_9mbmdm&gsm=&rpstart=0&rpnum=0&islist=&querylist=&force=undefined 来自baidu.com的图片]]]
实上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。<br>
2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家[[安德烈·海姆]]（Andre Geim）和[[康斯坦丁·诺沃消洛夫]]（Konstantin Novoselov）他们用胶带从石墨上粘下薄片，这样的薄片仍然包含许多层石墨烯。但反复粘上十到二十次之后，薄片就变得越来越薄，最终产生一些单层石墨烯。最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。<ref>[http://news.sina.com.cn/o/2010-10-06/030418194865s.shtml?from=wap 石墨烯发明者获诺奖物理学奖]</ref><br>
2009年，[[安德烈·海姆]]和[[康斯坦丁·诺沃肖洛夫]]在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子 [[ 霍尔效应 ]] 及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度[[诺贝尔物理学奖]]。在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。<br>
[[File:石墨烯诺贝尔奖获得者.jpg|有框|500px|centre|安德烈·海姆(左)与康斯坦丁·诺沃肖洛夫 (sina 图片) [http://news.sina.com.cn/o/2010-10-06/030418194865s.shtml?from=wap 原图链接] [http://pic.sogou.com/d?query=%CA%AF%C4%AB%CF%A9%C5%B5%B1%B4%B6%FB%BD%B1%BB%F1%B5%C3%D5%DF&mode=1&did=271#did270 来自sogou的图片]]]
（3）金属表面生长
取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，首先让碳原子在1150℃下渗入钌，然后冷却，冷却到850℃后，之前吸收的大量碳原子就会浮到 [[ 钌 ]] 表面，镜片形状的单层的碳原子“孤岛”布满了整个基质表面，最终它们可长成完整的一层石墨烯。
（4）氧化减薄石墨片法
（1）纳电子器件方面
室温下石墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率(约10 am /V·s)，并且受温度和掺杂效应的影响很小，表现出室温亚微米尺度的弹道传输特性(300 K下可达0.3 m)，这是石墨烯作为 [[ 纳 ]] 电子器件最突出的优势，使电子工程领域极具吸引力的室温弹道场效应管成为可能。较大的费米速度和低接触电阻则有助于进一步减小器件开关时间，超高频率的操作响应特性是石墨烯基电子器件的另一显著优势。此外，石墨烯减小到纳米尺度甚至单个苯环同样保持很好的稳定性和电学性能，使探索单电子器件成为可能。<br>
利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率，并且提高电池容量。自我装配的多层石墨烯片不仅是锂空气电池的理想设计，也可以应用于许多其他潜在的能源存储领域如超级电容器、电磁炮等。此外，新型石墨烯材料不依赖于铂或其他贵金属，可有效降低成本和对环境的影响。<br>
（5）减少噪音
美 国IBM 国[[IBM]] 宣布，通过重叠2层相当于石墨单原子层的“石墨烯(Graphene)”，试制成功了新型晶体管，同时发现可大幅降低纳米元件特有的1/f。石墨烯，试制成功了相同的 [[ 晶体管 ]] ，不过与预计的相反，发现能够大幅控制噪音。通过在二层石墨烯之间生成的强电子结合，从而控制噪音、噪声。
（6）隧穿势垒材料