石墨烯為什么是二維材料?
二維資料,是指電子僅可在兩個維度的納米標準(1-100nm)上自在運動(平面運動)的資料,如納米薄膜、超晶格、量子阱。二維資料是伴隨著2004年曼徹斯特大學Geim 小組成功別離出單原子層的石墨資料——石墨烯(graphene) 而提出的。
納米資料是指資料在某一維、二維或三維方向上的標準達到納米標準。納米資料能夠分為零維資料、一維資料、二維資料、三維資料。零維資料是指電子無法自在運動的資料,如量子點、納米顆粒與粉末。
一維資料是指電子僅在一個納米標準方向上自在運動(直線運動),如納米線性結資料、量子線,最具代表的是碳納米管(carbon nanotube)。
三維資料是指電子能夠在三個非納米標準上自在運動,如納米粉末高壓成型或控制金屬液體結晶而得到的納米晶粒結構(納米結構資料)。
起源:
二維資料的全名為二維原子晶體資料,是伴隨著2004年曼徹斯特大學(University of Manchester)Geim 小組成功別離出單原子層的石墨資料——石墨烯(graphene) 而提出的。石墨烯杰出的特點是單原子層厚,高載流子搬遷率、線功能譜、強度高。無論是在理論研討還是使用范疇,石墨烯都引起了極大的愛好,Geim自己稱之為“Gold Rush(淘金熱)”。
后續又有一些其他的二維資料連續被別離出來,如氮化硼(BN)、二硫化鉬(MoS2)、二硫化鎢(WS2)、MXene資料。最近在凝聚態物理范疇有著廣泛的研討。
二維資料因其載流子搬遷和熱量擴散都被限制在二維平面內,使得這種資料展現出許多獨特的性質。其帶隙可調的特性在場效應管、光電器材、熱電器材等范疇使用廣泛;其自旋自在度和谷自在度的可控性在自旋電子學和谷電子學范疇引起深入研討;不同的二維資料由于晶體結構的特別性質導致了不同的電學特性或光學特性的各向異性,包括拉曼光譜、光致發光光譜、二階諧波譜、光吸收譜、熱導率、電導率等性質的各向異性,在偏振光電器材、偏振熱電器材、仿生器材、偏振光勘探等范疇具有很大的發展潛力。

