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石墨烯发热原理

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发表于 2019-6-19 10:47:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
石墨烯发热原理是基于单层石墨烯的特性,首先石墨烯是目前为止导热系数最高的材料,具有非常好的热传导性能。其次石墨烯在室温下载流子(导电离子)为15000cm/(v.s),这一数值超出硅材料的十倍,是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。
石墨烯存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。

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扩展资料:
石墨烯中电子载体和空穴载流子的半整数量子霍尔效应可以通过电场作用改变化学势而被观察到,而科学家在室温条件下就观察到了石墨烯的这种量子霍尔效应。
石墨烯中的载流子遵循一种特殊的量子隧道效应,在碰到杂质时不会产生背散射,这是石墨烯局域超强导电性以及很高的载流子迁移率的原因。石墨烯中的电子和光子均没有静止质量,他们的速度是和动能没有关系的常数。
石墨烯是一种零距离半导体,因为它的传导和价带在狄拉克点相遇。在狄拉克点的六个位置动量空间的边缘布里渊区分为两组等效的三份。相比之下,传统半导体的主要点通常为Γ,动量为零。
石墨烯的化学性质与石墨类似,石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度,而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。但当吸附其他物质时,如H+和OH-时,会产生一些衍生物,使石墨烯的导电性变差,但并没有产生新的化合物。
参考资料来源:百度百科——石墨烯
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发表于 2019-6-19 12:16:14 | 显示全部楼层
石墨烯纳米大小分子在通电情况下,高速运动、碰撞后产生热量。并在电流情况下产生红外线,对外进行热传播
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发表于 2019-6-19 12:59:01 | 显示全部楼层
石墨烯独特的性能与其电子能带结构紧密相关。
以独立碳原子为基,将周围碳原子产生的势作为微扰,可以用矩阵的方法计算出石墨烯的能级分布。在狄拉克点附近展开,可得能量与波矢呈线性关系(类似于光子的色散关系),且在狄拉克点出现奇点。这意味着在费米面附近,石墨烯中电子的有效质量为零,这也解释了该材料独特的电学等性质。
石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。
石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。另一方面,它非常致密,即使是最小的气体分子(氦气)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料,如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”。
石墨烯具有完美的二维晶体结构,它的晶格是由六个碳原子围成的六边形,厚度为一个原子层。碳原子之间由σ键连接,结合方式为sp2杂化,这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍,甚至还要超过钻石。在石墨烯中,每个碳原子都有一个未成键的p电子,这些p电子可以在晶体中自由移动,且运动速度高达光速的1/300,赋予了石墨烯良好的导电性。石墨烯是新一代的透明导电材料,在可见光区,四层石墨烯的透过率与传统的ITO薄膜相当,在其它波段,四层石墨烯的透过率远远高于ITO薄膜。
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发表于 2019-6-19 14:32:24 | 显示全部楼层
石墨烯需要有带隙才能实现开关,要么是掺杂要么是缺陷,外延生长的石墨烯本身也有带隙。 有带隙就有开关。
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发表于 2019-6-19 15:52:54 | 显示全部楼层
简单说,就是电能转热能
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