1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
自2004年石墨烯(graphene)被以机械剥离的方法制备并被揭示出独特的物性以来, 世界上物理、化学、材料、电子以及工程领域的科学家都对其投注了巨大的研究兴趣。
其研究发起者安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫也因其开创性的工作获得了 2010 年诺贝尔物理学奖[1]。
石墨烯是一种由单层碳原子组成的平面二维结构,与石墨类似, 碳原子 4 个价电子中的 3 个以 sp2杂化[2]的形式与最近邻三个碳原子形成平面正六边形连接的蜂巢结构, 另一个垂直于碳原子平面的σz轨道电子在晶格平面两侧如苯环一样形成高度巡游的大 π 键。
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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
氟掺杂主要是改变石墨烯的大π键,通过散射打开其带隙,其电导率和电子流动性会发生改变,这和实验得到的结论一致,如图4所示。
石墨烯的能抬密度如图3c所示,此时石墨烯的带隙会变宽,费米面降低,这是由于f和c sp3杂化所致,尤其是当形成c4f结构时,其能带隙达到2.93ev,此时具有光学透明性。
这些结果表明f原子可以有效的打开石墨烯的带隙,因此单面氟化可以作为制作具有传输性能的石墨烯的基础材料。
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