目前，石墨烯的應用在當代的應用可謂是越來越廣泛，石墨烯的應用是值得我們好好學習的，現(xiàn)在我們就深入了解石墨烯的應用。

　　石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩(wěn)定存在[1]，直至2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實驗”為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

　　石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料[3]，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光"[4]；導熱系數(shù)高達5300W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體*高，而電阻率只約10-6Ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料[1]。因為它的電阻率極低，電子跑的速度極快，因此被期待可用來發(fā)展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實質(zhì)上是一種透明、良好的導體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。

　　石墨烯另一個特性，是能夠在常溫下觀察到量子霍爾效應。

　　石墨烯的結構

　　石墨烯是由碳六元環(huán)組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點陣結構,它可以翹曲成零維(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一維(1D)的碳納米管(carbonnano-tube,CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite),因此石墨烯是構成其他石墨材料的基本單元。石墨烯的基本結構單元為有機材料中最穩(wěn)定的苯六元環(huán),是目前最理想的二維納米材料.。理想的石墨烯結構是平面六邊形點陣，可以看作是一層被剝離的石墨分子，每個碳原子均為sp2雜化，并貢獻剩余一個p軌道上的電子形成大π鍵，π電子可以自由移動，賦予石墨烯良好的導電性。二維石墨烯結構可以看是形成所有sp2雜化碳質(zhì)材料的基本組成單元。

　　石墨烯光學性質(zhì)

　　根據(jù)理論推導，石墨烯會吸收\pi\alpha\approx2.3%\,\!的白光；其中\(zhòng)alpha\,\!是精細結構常數(shù)。一個單原子層物質(zhì)不應該有這么高的不透明度，單層石墨烯的獨特電子性質(zhì)造成了這令人驚異的高不透明度。由于單層石墨烯不尋常的低能量電子結構，在狄拉克點，電子和空穴的圓錐形能帶（conicalband）會相遇，因而產(chǎn)生這結果。實驗證實這結果正確無誤，石墨烯的不透明度為2.3\pm0.1%\,\!，與光波波長無關。但是，由于準確度不夠高，這方法不能用來決定精細結構常數(shù)的度量衡標準。

　　近來，有實驗示范，在室溫，通過施加電壓于一個雙閘極雙層石墨烯場效晶體管，石墨烯的能隙可以從0eV調(diào)整至0.25eV（大約5微米波長）。通過施加外磁場，石墨烯納米帶的光學響應也可以調(diào)整至太赫茲頻域[48]。

　　石墨烯重要性質(zhì)

　　在發(fā)現(xiàn)石墨烯以前，大多數(shù)（如果不是所有的話）物理學家認為，熱力學漲落不允許任何二維晶體在有限溫度下存在。所以，它的發(fā)現(xiàn)立即震撼了凝聚態(tài)物理界。雖然理論和實驗界都認為完美的二維結構無法在非絕對零度穩(wěn)定存在,但是單層石墨烯在實驗中被制備出來。這些可能歸結于石墨烯在納米級別上的微觀皺紋。

　　石墨烯還表現(xiàn)出了異常的整數(shù)量子霍爾效應。其霍爾電導=2e2/h,6e2/h,10e2/h....為量子電導的奇數(shù)倍，且可以在室溫下觀測到。這個行為已被科學家解釋為“電子在石墨烯里遵守相對論量子力學，沒有靜質(zhì)量”。2007年，先后三篇文章聲稱在石墨烯的p-n或p-n-p結中觀察到了分數(shù)量子霍爾效應行為。物理理論家已經(jīng)解釋了這一現(xiàn)象。2009年，美國兩個實驗小組分別在石墨烯中觀測到了填充數(shù)為1/3的分數(shù)量子霍爾效應。日前，海姆教授對于石墨烯研究進展和未來展望撰寫了文章。

　　綜上所述，本文已為講解石墨烯的應用，相信大家對石墨烯的應用的認識越來越深入，希望本文能對各位讀者有比較大的參考價值。