1樓：宮非
2015-12-23
電學效能：穩定的晶格結構賦予石墨烯優異的導電性能，石墨烯的電子結構可以通過最近鄰法緊束縛模型得到，石墨烯的每一單位晶格有 2 個碳原子，導致其在每個布里淵區有兩個等價錐形相交點 (K 和 K』點)(圖 1)，在這些相交點附近其能量與波向量呈線性關係：
空穴在這些相交點附近的物理行為與狄拉克方程所描述的相對論粒子相似，所以石墨烯中的電子和空穴被稱為「狄拉克費公尺子」，相交點稱為「狄拉克點」。在狄拉克點附近其能量為零，故從這種意義上說墨烯的帶隙為零，為零帶隙的半導體材料，載流子在石墨烯中以恆定的速率移動，且表現出優異的整數量子霍爾行為，其霍爾電導 為量子電導的奇數倍，這是由於電子在石墨烯中遵守相對論量子力學，其有效質量為零，與光子的行為極為相似。不僅如此，石墨烯還表現出分數量子霍爾效應，如實驗人員在石墨烯中觀測到了填充數為的分數量子霍爾效應，量子霍爾效應的觀測通常需要較低的溫度 (30K 以下)，石墨烯的室溫量子霍爾效應，將原來的溫度範圍提高到300 K，表明了其獨特的載流子特性和優良的電學性質。
光學效能：石墨烯具有特殊的光學性質，根據計算，單層石墨烯可以吸收
的可見光，其中(* c為光速)，而其大小為什麼約等於 至今尚未得到令人信服的回答。為其精細結構常數 (fine structure constant)，其不透明性與入射光波長無關，與石墨烯層數具有線性關係 (圖 2)單層石墨烯對光的顯著吸收暗示其與傳統的半導體材料如 GaAs 相比，具有更低的飽和強度或更高的光載流子密度，這就意味著原則上，石墨烯在從可見到近紅外波段的光照下很容易達到飽和，石墨烯的這一性質使其可用作光纖雷射器鎖模的可飽和吸收體，產生超快雷射。分類：
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