„Grafén” változatai közötti eltérés

 

=== Szerkezete és mechanikai tulajdonságai ===

A grafén izolált előállítására alkalmas módszer 2004-es kidolgozása előtt nem volt ismert más kétdimenziós, kristályos anyag. Emellett a Mermin–Wagner-tétel<ref>{{cite journal|author=N. D. Mermin|coauthors=H. Wagner|date=1966-11-28|title=Absence of Ferromagnetism or Antiferromagnetism in One- or Two-Dimensional Isotropic Heisenberg Models|journal=[[Physical Review Letters]]|publisher=[[Amerikai Fizikai Társaság]]|volume=17|issue=22|pages=1133–1136|doi=10.1103/physrevlett.17.1133|issn=0031-9007}}</ref> értelmében kétdimenziós rácsot nem jellemezhet hosszútávú rend, a [[hőmozgás]] miatt az atomok kitérése összemérhető a [[Rácsállandó|rácsállandóval]]. Emiatt sokan úgy vélték, hogy kétdimenziós kristály a természetben nem fordulhat elő, mert a hőmozgás szétzilálja a szerkezetet. Csak később, a grafénen történt vizsgálatok ismeretében oldották fel ezt az ellentmondás. A szilárdtestfizikai magyarázat szerint a szabadon álló grafén valójában nem tökéletesen sík, hanem felülete fodrozódik, mely a grafén síkbeli rácsrezgéseivel [[Csatolás (fizika)|csatolásba]]{{Wd|Q949350}} kerülve stabilizálja a szerkezetet.

 

 

=== Elektromos jellemzői ===

A grafén [[Elektronmobilitás|mobilitása]] meghaladhatja a {{Szám|1000000|cm²/Vs}}-ot,<ref>{{cite journal|last=D. C. Elias et al|date=2011-07-24|title=Dirac cones reshaped by interaction effects in suspended graphene|journal=[[Nature Physics]]|publisher=[[Springer Nature]]|volume=7|issue=9|pages=701–704|doi=10.1038/nphys2049|issn=1745-2473}}</ref> ami mikrométeres méretben már szobahőmérsékleten is veszteségmentes ballisztikus vezetésnek felel meg. Ez azt jelenti, hogy a hibamentes grafénen nem szabadul fel Joule-hő, amikor áramot vezet, ellenállása pedig igen csekély, hiszen az elektronok rajta áthaladva alig szenvednek szóródást. A gyakorlatban hibamentes grafén előállítása nehéz, továbbá a grafénre kapcsolt elektromos csatlakozókon jelentkezik Joule-hő.

 

A grafitot felépítő grafénrétegek feltételezett [[Félfém (szilárdtestfizika)|félfémes]] jellegéről már P. R. Wallace is tett említést a grafit elektronszerkezetéről szóló 1947-es munkájában.<ref name=":2" /> A félfémes jelleg egyfajta átmenet a [[Fémek|fémes vezető]] és a [[félvezető]] között: a [[Fermi-szint]] alatt és felett a vezetési sáv és a vegyértéksáv éppen összeér a reciproktér bizonyos pontjaiban. Így ezekben a pontokban maga a Fermi-szint is megengedett energián van, bár a grafén esetén az [[állapotsűrűség]] ebben a pontban éppen nulla.{{h|Castro Neto|2009|o=110}}

 

 

=== Optikai jellemzői ===

{{Csonk-szakasz}}

 

=== Grafén nanoszalag ===

{{Bővebben|Grafén nanoszalag}}