第一章 石墨烯性能及相关概念 1 石墨烯概念 石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体
石墨烯狭义上指单层石墨，厚度为0
335nm，仅有一层碳原子
但实际上，10 层以内的石墨结构也可称作石墨烯，而10 层以上的则被称为石墨薄膜
单层石墨烯是指只有一个碳原子层厚度的石墨，碳原子-碳原子之间依靠共价键相连接而形成蜂窝状结构
完美的石墨烯具有理想的二维晶体结构，由六边形晶格组成，理论比表面积高达2
6×102 m2 /g
石墨烯具有优异的导热性能(3×103W/(m•K))和力学性能(1
06×103 GPa)
此外，石墨烯稳定的正六边形晶格结构使其具有优良的导电性，室温下的电子迁移率高达1
5×104 cm2 / (V·s)
石墨烯特殊的结构、突出的导热导电性能和力学性能，引起科学界巨大兴趣，成为材料科学研究热点
石墨烯结构图 2 石墨烯结构 石墨烯指仅有一个原子尺度厚单层石墨层片，由 sp2 杂化的碳原子紧密排列而成的蜂窝状晶体结构
石墨烯中碳 -碳键长约为 0
每个晶格内有三个σ 键，连接十分牢固形成了稳定的六边状
垂直于晶面方向上的π 键在石墨烯导电的过程中起到了很大的作用
石墨烯是石墨、碳纳米管、富勒烯的基本组成单元，可以将它看做一个无限大的芳香族分子，平面多环烃的极限情况就是石墨烯
形象来说，石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构，看上去就像一张六边形网格构成的平面
在单层石墨烯中，每个碳原子通过 sp2 杂化与周围碳原子成键给构整流变形，每一个六边单元实际上类似苯环，碳原子都贡献出个一个未成键电子
单层石墨烯厚度仅0
35nm ，约为头发丝直径的二十万分之一
石墨烯的结构非常稳定，碳原子之间连接及其柔韧
受到外力时，碳原子面会发生弯曲变形，使碳原子不必重新排列来适 应 外力，从 而保
