Графен. Физические и химические свойства

Содержание ВВЕДЕНИЕ 1 ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ 2 СВОЙСТВА ГРАФЕНА 2.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 2.2 ПРОВОДИМОСТЬ 2.3 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРАФЕНА 2.4 КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА 2.5 ХИМИЧЕСКОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ ГРАФЕНА 5.1 ГИДРИРОВАНИЕ ГРАФЕНА 5.2 ФТОРИРОФАНИЕ ГРАФЕНА 18 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 20   ВВЕДЕНИЕ Наноструктуры можно собирать не только из отдельных атомов или одиночных молекул, но молекулярных блоков.

Такими блоками или элементами для создания наноструктур являются графен, углеродные нанотрубки и фуллерены. Графен – это одиночный плоский лист, состоящий из атомов углерода, связанных между собой и образующих решётку, каждая ячейка которой напоминает пчелиную соту. Расстояние между ближайшими атомами углерода в графене составляет около 0,14 нм. Кристаллическая решётка графена представляет собой плоскость, состоящую из шестиугольных ячеек, то есть является двумерной гексагональной кристаллической решёткой. Для такой решётки известно, что её обратная решётка тоже будет гексагональной.

В элементарной ячейке кристалла находятся два атома. Каждый из этих атомов при сдвиге на вектора трансляций (любой вектор вида, где m и n — любые целые числа) образует подрешётку из эквивалентных ему атомов, то есть свойства кристалла независимы от точек наблюдения, расположенных в эквивалентных узлах кристалла.

Графен очень прочен и гибок. Он уникален тем, что способен проявлять свойства как проводника, так и полупроводника. Высокая подвижность носителей заряда (максимальная подвижность электронов среди всех известных материалов) делает его перспективным материалом для использования в самых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники и возможную замену кремния в интегральных микросхемах. Кроме того, это свойство делает его очень привлекательными для использования в качестве прозрачных электродов солнечных батарей или сенсорных дисплеев.

При этом, графен обладает высокой прочностью, он прозрачен в силу своей чрезвычайно малой толщины. 1

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ. Впервые были измерены проводимость, эффект Шубникова— де Гааза, эффект... В 2001 году Новоселов вслед за Геймом перебрался в Великобританию и ст... Идеальную двумерную плёнку в свободном состоянии нельзя получить из-за... Механические характеристики графена. Экспериментальные данные и резуль...

КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА

В декартовых координатах положение ближайших к узлу подрешётки A в нач... Если определить за начало координат точку, соответствующую узлу криста... (1.3) 2.5 . КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА. Упрощенная модель графена Расстояние между ближайшими атомами углерода...

ХИМИЧЕСКОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ ГРАФЕНА

И наоборот, если графен функционализирован электронодонорными азотсоде... иметь на поверхности реакционноспособные функ¬циональные группировки. ... Реакционная способность участка, соседнего с образовавшим ковалентную ... С точки зрения химии, идеальный однослойный графен можно рассматривать... 2.5.1 .

ГИДРИРОВАНИЕ ГРАФЕНА

Существование гидрированного графена — графана — было предсказано на о... Графан содержит атомы водорода с обеих сторон графеновой плоскости, пр... Согласно расчетам, графан является наиболее стабильной структурой сост... такими как бензол (6.49 эВ•атом-1) и ацетилен (5.90 эВ•атом -1). Однако прямая обработка CXF водородом приводит к удалению атомов фтора...

ФТОРИРОФАНИЕ ГРАФЕНА

Фторграфен является полупроводником с большой шириной запрещенной зоны... Фторированные производные графена были получены разложением CF4 в плаз... Такой фторграфен характери¬зуется гексагональной симметрией и хорошей ... Далее атомы фтора могут быть заме-шены другими функциональными группам... ФТОРИРОФАНИЕ ГРАФЕНА.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Путь от фундаментального открытия до практических результатов преодолевается за несколько десятков лет. В случае с графеном это время сократилось на несколько месяцев. Все потому, что черезвычайно необычные свойства его вызывают интерес во многих отраслях науки.

Семьдесят лет назад Лев Ландау и Рудольф Пайерлс доказали, что таких материалов существовать не может: силы взаимодействия между атомами должны смять их в гармошку или свернуть в трубочку. Сегодня же, благодаря А. Гейму и К. Новоселову одноатомный слой стал реальностью. Графен стал нечто новым в мире наноэлектроники. Возможно, через несколько лет, именно с помощью графена человечество увидит революционно новые приборы и технологии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ландау Л.Д Лифшиц Е.М. «Статистическая физика» , М 2001 г. 2. Novoselov K.S. et al. «Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films», Science 667, 2004 г. 3. Ильясов Ф.К Булатова А. Н. «Электрические свойства графенов» , 23ст 2009 г. 4. Гейм А Новоселов К. «Рост графена», Ман 2007. 5. Сильвестров П Ефетов К. «Квантовые точки в графене Сент. Л 98, 2007 г. 6. http://www.membrana.ru/particle/16061 7. http://www.nanometer.ru/2009/10/27/12566 498911870_157791.html 8. http://lenta.ru/lib/14207737/.