石墨烯的原子结构

石墨烯的六方晶格如图所示， 其中较亮的灰色处是扶手椅形和锯
齿形的边缘，石墨烯的晶胞呈菱形
(灰色)，其中有两组不同的碳原子 A和B。
石墨烯的特性
以sp2杂化轨道组成六角形呈蜂巢晶格的二维材料
是世界上最坚硬的纳米材料
是构成其他碳族材料的基本单元
能够在常温下观察到量子霍尔效应 拥有超大的比表面积和超强的传热导电性能
三种不同的堆垛方式
简单的六角堆垛（AAA） 六角堆垛（ABABA） 三角晶系堆垛（ABCABC）
对于AB-Bernal堆垛，间隔的石墨烯层在 平面上 (X-Y面)具有相同的投影,层间距为 3.35 Å在ABC堆垛的三角晶系石墨中，第 三层是相对于第一和第二层平移得到的，第 四层与第一层在平面上具有相同的投影，在 这种情况下层间距为3.357 Å。
石墨并不是唯一的层状材料，种类繁 多的层状晶体具有强的面内键和弱的类范 德华层间键，这使得这些晶体也有可能剥 离成为二维材料。如:过渡金属二硫化物， 过渡金属氧化物，硅烯，六方氮化硼等。 单层六方氮化硼具有类似于石墨的二维蜂 巢晶格结构，其中氮和硼原子交相替代了 石墨烯中碳原子的位置。与石墨类似，单 层六方氮化硼中的面内键是共价的!层间 键很弱，具有轻微的离子键特性。尽管单 层六方氮化硼和石墨具有类似的原子结构， 但它们的电学性质却有显著差异。
三、石墨烯与碳纳米管
碳纳米管的原子结构可以看做由一条 石墨烯带卷曲而形成的管状结构。通常情 况下碳纳米管可分为两种不同的类型：单 壁碳纳米管，可设想为由片层状或条状的 SLG卷曲而成的圆筒，多壁碳纳米管 可设 想为多层同轴排列的石墨烯圆筒，两个相 邻的碳纳米管壁之间的间距比单晶石墨的 层间距大。
其他层状的二维晶体
石墨烯原子结构
主要内容
1 石墨烯
2
百度文库
双层，三层及少层石墨烯
3
石墨烯与碳纳米管
4
其他层状的二维晶体
一、石墨烯
石墨烯这一术语经常错误地用于描述极 薄的石墨层，严格来说，石墨烯仅是指排 列在六方晶格中的准二维孤立碳原子层。 石墨烯的电学性质强烈地依赖于石墨烯的 层数。只有单层石墨烯 和双层石墨烯 才 是零带隙的半导体，它们各自只有一种电 子和空穴。对于所谓的少层石墨烯 ，其导 带和价带开始重叠，出现电荷载流子，而 更厚的石墨烯结构则认为是石墨薄膜。
谢谢
石墨烯研究难题
（1）化学稳定性较高、不亲水
（2）与其他介质的相互作用弱、难 溶于有机溶剂 （3）层与层之间有较强的范德华力， 容易产生聚集
二、双层，三层及少层石墨烯
石墨烯的电学性质很大程度上取决于 它的层数。通常情况下石墨烯分为单层、 双层和少层石墨烯，其中少层石墨烯是指 层数小于10层的石墨烯。超过10层的石墨 烯层结构可以认为是薄的石墨膜。 第二个影响石墨烯电子能带结构的重 要因素是石墨烯层的堆垛方式。