גרפן, גרפיט

פחמן הוא רכיב ייחודי ויוצא מאוד תכליתי המסוגל ויוצרים ארכיטקטורות שונות-ננו. במהלך 20 השנים האחרונות, עלתה חדשים בני משפחת ננו-מבנה פחמן, אחרים באים. ביקורת זו מספקת סקירה קצרה על פחמן nanostructures ועד C60 גרפן, עובר דרך צינורות פחמן. מספק את הקורא עם הגדרות חשוב פחמן וננו -תרכיזים על הרומן אחד - ו two ממדי שכבות פחמן (sp2 hybridized), כולל גראפן ו- nanoribbons. זה מתנות חשבון המאוחר. ההתקדמות שלהם סינתזה ואפיון ודן אופקים חדשים של תפירה תכונותיהם אלקטרוני, מכני, הכימיה מגנטי בהתבסס על פגם לשלוט הנדסה. יחזה שיהיו בחלק מהמבנים דנו בסקירה ליישומים חשובים בתחומים הקשורים אלקטרוניקה, spintronics, ללא הפרדות צבע, רפואה ועוד רבים אחרים.

ההגדרות הבאות לגבי גראפן-מבני:

גרפיט: מערכת תלת-ממד

אנו יכולים להגדיר גרפיט כמו קריסטל בתלת מימד אינסופי עשוי שכבות מוערמים המורכב sp2 hybridized אטומי פחמן (איור 1 גרם); כל אטום פחמן מקושר השלושה האחרים עושה זווית של 120◦ באורך בונד 1.42 Å. גבישים אלו יכול להיות (ABABAB.) משושה או (ABCABC.) רומבוהדרלית בהתאם לשכבות בערימה. המבנים משושה, rhombohedal שייכים P63/mmc (194), מרחב (166) קבוצות R - 3 מ', בהתאמה. ב שני גבישים תלת-ממד, השכבות אינטראקציה בחולשה דרך ואן דר Waals כוחות. גבישי גרפיט ניתן למצוא באופן טבעי, והוא יכול גם להיות באופן מלאכותי מסונתז על ידי תהליכים thermolytic; למשל, ייצור גרפיט פירוליטי אוריינטציה גבוהה (HOPG).

גרפן: מערכת דו-מימדית

גביש גרפן הוא אינסופי מימדי שכבת המורכב sp2 hybridized אטומי פחמן, אשר שייך לאחד רשתות חמש בראבה 2D הנקראת השבכה משושה (משולש). ראוי לציין כי על-ידי לערום את שכבות גראפן, בצורה מסודרת, אחד יכול טופס גרפיט תלת-ממד. גרפן נחשבה בתחילה כמו אבן בניין התיאורטי נעשה שימוש כדי לתאר את הקריסטל גרפיט, וכדי ללמוד היווצרות של פחמן (יריעות גרפן מגולגל), ואף לחזות שלהם תכונות אלקטרוניות מרתק. 2D גביש (אחד אטום עבה) אטומי של פחמן יש טביעת אצבע אלקטרונית מבנה ייחודי עם פיזור ליניארי קרוב רמת פרמי. נושאי המטען בגראפן טובים שתואר נטולי מסה פרמיונים דיראק, אשר לגרום תופעות חדשות.