A12W-K 3.5

   近年來,一個(gè)新型的sp2雜化碳基材料,石墨烯,成為國(guó)際研究熱點(diǎn),

其分子結(jié)構(gòu)如圖2.91⑶所示。石墨烯是六邊形蜂窩狀二維sp2碳原子層,是石墨的基本組成,它也可視為無限延展的平面大分子。為了消除懸浮鍵,石墨烯傾向于自身卷曲以形成沒有邊緣的封閉結(jié)構(gòu)。如上所述,通過石墨烯的卷曲,以及適當(dāng)?shù)姆舛巳〈?可形成碳納米管;石墨烯的二維卷曲,以及形成適量的五元環(huán),可形成富勒烯。圖2.呢展示了石墨烯、碳納米管和富勒烯的能級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖,由于碳原子相互結(jié)合方式和空間堆積方式的不同,使材料的能級(jí)結(jié)構(gòu)大相徑庭。可以看出,石墨烯的電子結(jié)構(gòu)兼有半導(dǎo)體和金屬的特征,它的費(fèi)米面像金屬一樣可以消失,它的能隙像半導(dǎo)體一樣可在某種特定情況下消失。與石墨烯相比,碳納米管的空間結(jié)構(gòu)在一個(gè)維度上受到限制,其能量不能在二維空間內(nèi)分散,因此其電子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出連在一起的能帶,且能帶寬度變窄。當(dāng)石墨烯過渡到三維空間受限的富 勒烯時(shí),其電子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)更加分立的能級(jí),能帶特征完全消失,如圖.92所示。