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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划石墨烯材料,ppt石墨烯市场及应用PPT获奖者XX年10月5日，XX年诺贝尔物理学奖被授予英国曼彻斯特大学的安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的研究。PPT1安德烈海姆，1958年10月出生于俄罗斯，拥有荷兰国籍，父母为德国人。1987年在俄罗斯科学院固体物理学研究院获得博士学位。他于XX年加入曼彻斯特大学，现任物理学教授和纳米科技中心主任。之前拥有此荣誉头衔的人包括卢瑟福爵士，卢瑟福于1907-1919年在曼彻斯特大学工作。他至今发表了超过150篇的文章，其
2、中有发表在自然和科学杂志上的。他获得的奖项包括XX年的MottPrize和XX年的EurophysicsPrize。XX年成为皇家学会350周年纪念荣誉研究教授。在XX年他还获得“搞笑诺贝尔奖”通过磁性克服重力，让一只青蛙悬浮在半空中。10年后的XX年他获得诺贝尔物理学奖。XX年医学奖：荷兰的两位科学家发现哮喘症可用过山车治疗。和平奖：英国研究人员证实诅咒可以减轻疼痛。PPT2康斯坦丁诺沃肖洛夫，1974年出生于俄罗斯，具有英国和俄罗斯双重国籍。XX年在荷兰奈梅亨大学获得博士学位。是安德烈海姆的博士生。曼彻斯特大学目前任教的诺贝尔奖得主人数增加到4名，获得诺贝尔奖的历史总人数为25位。发现石墨
3、属于混晶，为片层结构，层内由共价键相连，层间由分子间作用力相连。共价键是比较牢固的，但分子间作用力小得多。因此，石墨的单层是牢固的，而层间作用力很小，极易脱落。XX年，他们发现了一种简单易行的新途径。他们强行将石墨分离成较小的碎片，从碎片中剥离出较薄的石墨薄片，然后用一种特殊的塑料胶带粘住薄片的两侧，撕开胶带，薄片也随之一分为二。不断重复这一过程，就可以得到越来越薄的石墨薄片，而其中部分样品仅由一层碳原子构成他们制得了石墨烯。结构1PPT3，4石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料。这种石墨晶体薄膜的厚度只有纳米，把20万片薄膜叠加到一起，也只有一根头发丝那么厚。石墨烯在原子尺度上结
4、构非常特殊，必须用相对论量子物理学才能描绘。碳原子中的四个绕核电子轨道分布在一个平面上。碳分子是几个碳原子在平面上的连接和展开，所以，碳分子与碳原子的薄度相似，只是平面更大了一些而已。碳原子或碳分子中的绕核电子只是在碳原子核的径方向面上存在着和运动着，就像土星中的光环，土星的两极方向是没有光环的，即，碳原子核两极的轴方向上是没有绕核电子的。单层石墨由交替的单双键构成，类似于有机中的多烯烃，故得名。其实这是一种习惯命名。烯是烃的一种，烃指的是碳氢化合物，而石墨烯明显不含氢元素。但我们可以看到，苯，C6H6，在经典价键理论中可以被命名为1，3，5-环己三烯，两个苯环共边形成了萘，C10H8，三个苯
5、环共边形成了蒽和菲，C14H10，分子中氢元素的含量在不断下降，当这种形式无限扩展时，整个分子都由这种共边的苯环构成，边缘的氢分子几乎可以忽略，也就形成了石墨烯的结构。换句话说，石墨烯是由基本的烃的无限延伸的产物，所以也称之为烯。同样，前几年流行的C60，C70等被称为富勒烯也是这个原因。特性1稳定性石墨烯结构稳定：石墨烯中碳原子均由共价键相连，共价键的键能是相对比较高的，相对于分子间作用力、氢键、金属键等，共价键不易被破坏。由于石墨烯的结构其实是一个大的离域键，其CC键的强度要高于金刚石的单键，我们也可以从热力学的角度看到石墨的熔点为3850左右，金刚石的熔点仅为3550左右，不难发现，石墨
6、比金刚石更加稳定。2导电性PPT5面心立方堆积，六方堆积，体心立方堆积金属的导电机理：金属是金属阳离子以密堆积的形式“浸没”在电子的海洋里，金属是通过自由电子的定向移动来导电的。但金属键是不牢固的，例如金属的延展性就是原子层发生平移的结果。所以，金属常常会出现空穴或杂原子等晶体缺陷，破坏了金属的规则的晶体结构，当电子经过这些缺陷时，就容易发生散射等现象，降低了电子定向移动的速度，影响了导电性。2石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子的性质和相对论性的中微子非常相似。石墨烯的导电机理：由于石墨烯所有原子均参与了离域，
7、所以其整个片层上下两侧电子都可以自由移动。并且由于共价单键的稳定性，石墨烯不会出现某位置碳原子的缺失或被杂原子替换，保证了大键的完整性，电子在其中移动时不会受到晶体缺陷的干扰，得以高速传导，因此石墨烯有着超强的导电性。3.透明性与不透明性由于石墨烯是单薄片状态的，光子虽然不能穿透碳原子核，但是，可以穿透碳原子核之间的广大的空间，所以，石墨烯是一种透明的物质，当几个石墨烯分子层叠加在一起时，由于碳原子核排列有序，光很容易穿透方队中的间隙呈现透明状态。尽管只有单层原子厚度，但石墨烯有相当的不透明度：可以吸收大约%的可见光。而这也是石墨烯中载荷子相对论性的体现。4.机械特性石墨烯之所以硬，是因为碳原
8、子或的绕核电子只是在碳原子核的径方向面上存在着和运动着，碳原子核两极的轴方向上是没有绕核电子的，就是说，石墨烯表面上立的或排列的都是原子核，如果外部物质与它撞击，撞击的不是绕核电子而是直接撞击在原子核上，所以，石墨烯表面显示的非常硬。PPT6石墨烯是人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度是钢铁的100倍以上。哥伦比亚大学的物理学家对石墨烯的机械特性进行了研究。选取一些石墨烯微粒将这些样品放在了一个表面被钻有小孔的晶体薄板上，这些孔的直径在1微米之间。之后，他们用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力，以测试它们的承受能力。研究人员发现，在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们可承受的最
9、大压力达到了大约微牛。如果物理学家们能制取出厚度相当于普通食品塑料包装袋的石墨烯，那么需要施加差不多两万牛的压力才能将其穿破。用一种形象的方法解释了石墨烯的强度：如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上，然后试图用一支铅笔戳穿它，那么需要一头大象站在铅笔上，才能戳穿只有保鲜膜厚度的石墨烯薄层。应用一储氢材料3氢气是一种清洁高效的新能源，然而氢气的储运难题一直制约着这种它的发展和推广。一定的条件下，储氢材料吸附氢气量和其比表面积成正比。石墨烯拥有质量轻、高化学稳定性和高比表面积的优点。希腊大学设计了新型3D碳材料,孔径尺寸可调,他们将其称为石墨烯柱。当这种新型碳材料掺杂了锂原子或
10、钙原子后储氢量是镧镍金属化合物的436倍和581倍，载氢能力的差距十分明显。这些研究结果体现了石墨烯在能源方面应用的光明前景。二代替硅生产超级计算机根据半导体业著名的摩尔定律，PPT7芯片的集成度每18个月提高一倍，即加工线宽缩小一半。但是硅材料的加工极限一般认为是10纳米线宽。受物理原理的制约，采用目前的工艺和硅基半导体材料来延长摩尔定律寿命的发展道路已逐渐接近终点。然而，石墨烯的出现或将令摩尔定律得以延续，电子能在石墨烯平面上的迁移速率为传统半导体硅材料的数十至上百倍。这一优势使得石墨烯很有可能取代硅成为下一代超高频率晶体管的基础材料制造新型超高速计算机芯片，广泛应用于高性能集成电路和新型
11、纳米电子器件中。目前，海姆领导的小组已开发出了10纳米级可实际运行的石墨烯晶体管，还在研制由单原子组成的晶体管。IBM宣布研发出号称全世界速度最快的石墨烯场效晶体管(FET)，可在26GHz频率下运作。该公司研究人员预测，碳元素更高的电子迁移率，可望使该种材料超越硅的极限，达到100GHz以上的速度跨入兆赫(terahertz)领域。在将来由石墨烯构成的全碳电路将广泛应用于人们的日常生活中。三太阳能集热材料小尺寸效应，当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其
12、比表面积却显著增加。事实上，所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑，银白色的铂变成铂黑，金属铬变成铬黑。超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于l，大约几微米的厚度就能完全消光。利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。45石墨烯的特征，制备，性能和应用摘要：石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体，它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2杂化碳的基本结构单元，具有很多奇异的电子及机械性能。因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。本文介绍了近几年石墨烯的研究进展，包括石墨烯的合成、去氧化、化学修饰及应用前景
13、等方面的内容。关键字：石墨烯，发现历史，性质，制备，应用石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料1。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在1，直至XX年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因在二维石墨烯材料的开创性实验为由，共同获得XX年诺贝尔物理学奖2。石墨烯是一种平面单层紧密打包成一个二维蜂窝晶格的碳原子，并且是所有其他维度的石墨材料的基本构建模块。它可以被包装成零维(转载于:写论文网:石墨烯材料,ppt)的富勒烯，卷成了一维的纳米管或堆叠
14、成三维的石墨。5石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层相同，是碳原子以sp2杂化轨道呈蜂巢晶格，排列构成的单层二维晶体。石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子网格。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。关于石墨烯的制造与发现，最初，科学家试着使用化学剥离法来制造石墨烯。他们将大原子或大分子嵌入石墨，得到石墨层间化合物。在其三维结构中，每一层石墨可以被视为单层石墨烯。经过化学反应处理，除去嵌入的大原子或大分子后，会得到一堆石墨烯烂泥。由于难以分析与控制这堆烂泥的物理性质，科学家并没有继续这方面研究。还有一些科学家采用化学气相沉积法，将石墨烯薄膜磊晶成长于各种各样基板，但初期品质并不优良5。于X
15、X年，曼彻斯特大学和俄国切尔诺戈洛夫卡微电子工艺研究所的两组物理团队共同合作，首先分离出单独石墨烯平面8。海姆和团队成员偶然地发现了一种简单易行的制备石墨烯的新方法。他们将石墨片放置在塑料胶带中，折叠胶带粘住石墨薄片的两侧，撕开胶带，薄片也随之一分为二。不断重复这一过程，就可以得到越来越薄的石墨薄片，而其中部分样品仅由一层碳原子构成他们制得了石墨烯。当然，仅仅是制备是不够的。通常，石墨烯会隐藏于一大堆石墨残渣，很难得会如理想一般地紧贴在基板上。甚至在范围小到1cm2的区域内，使用那时代的尖端科技，都无法找到。海姆的秘诀是，如果将石墨烯放置在镀有在一定厚度的氧化硅的硅片上，用光波的干涉效应，就可以有效地使用光学显微镜找到这些石墨烯。学者研究在各种不同材料基底上面的石墨烯的可见度和对比度，同时也提供一种简单易行可见度增强方法9。另外，使用拉曼显微学的技术做初步辨认，也可以增加筛选效率10。于XX年，同样曼彻斯特大学团队与哥伦比亚大学的研究者证实石墨烯的准粒子是无质量迪拉克费米子。类似这样的发现引起一股研究石墨烯的热潮。从那时起，上百位才学兼优的研究者踏进这崭新领域。石墨烯的结构非常稳定，碳碳键仅为?。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重
