石墨烯革命:第一部分

Daniel Smith | 2013年 3月 12日

石墨烯是一类由单层以碳原子六方晶格排列构成的特殊材料。2003 年,英国曼彻斯特大学的两位科学家发现了稳定态的石墨烯(巧的是,我当时正在该校攻读硕士学位),并因此获得了 2010 年的诺贝尔奖。近年来,石墨烯已成为主流报道中的常客;欧盟委员会承诺提供 10 亿欧元(没错,单位是亿欧元)的赞助来商业化石墨烯制造及应用

石墨烯
石墨烯,图片由 AlexanderAIUS 提供。

石墨烯的生产

2004 年,人们首次利用胶带以薄片形式将石墨烯剥离。之后,制造商开始相互竞争,希望能开发出一种经济的制造技术批量生产石墨烯。现在,更为流行的制造方法是通过在极低压下加热碳化硅来实现它的外延生长,当然也存在其他许多制造技术,它们都各有优缺点。

石墨烯的材料属性

石墨烯的各种材料属性都相当出色:它的强度大约是钢的 200 倍,导电性和导热性均高于铜,每平方米的重量不到 1 毫克。石墨烯具有高电导率和导热系数的原因是,它的室温电子迁移率高达 15,000 cm2/(V-s)。研究人员已经开始使用 COMSOL 来研究石墨烯这些罕见特性的应用。在这篇文章中,作者分析了石墨烯环中的等离子表面激元模。通过结合欧姆定律、高斯定义,以及连续性方程,得到了电势的积分方程,进而完成了该分析。COMSOL Multiphysics 用于计算不同环结构下对称和非对称模式的特征频率。

在这篇论文中,作者研究了石墨烯纳米带的半导体属性及其在电子行业的应用。

COMSOL Multiphysics 是研究石墨烯罕见特性应用的完美工具,对模型所需的任何材料属性,COMSOL 均支持自定义任意表达式和函数。在接下来的博客中,我们将继续讨论石墨烯的罕见特性,以及如何使用 COMSOL 来研究这种令人振奋的新材料,欢迎定期查阅我们的博客。

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