看見文獻上說,哥倫比亞大學有人指出,石墨烯層數大於10層顯現石墨烯性能,可是我找了半天找不到這篇文章出處。求助。


2018-09-09

我想你誤解了,超過 10 層就不算是石墨烯了,至少在實務上效果也差太多了!Partoens 等 (2006) 研究發現,當石墨層的層數少於 10 層時,就會表現出較普通三維石墨不同的電子結構,所以我們將 10 層以下的石墨材料 (Graphene/Few-layer graphene/Multi-layer graphene) 統稱為石墨烯材料 (Graphenes)。(注 1)

The phase using gray coloring with the corresponding scale at the right of the two degenerate wave functions at the K point for a single graphene layer, with a contourplot of the electron density superimposed.

不過,卡在層數前更需解決的是「分散」及「界面」的問題,因為單層石墨烯再好但會產生褶皺,褶皺會破壞石墨烯六邊型對稱晶格結構,產生長程散射勢壘導致電阻增加,降低 Z 字型石墨烯納米帶導電性能約 37% 左右 (注 2)。反過來說,有褶皺也不見得不好,Northwestern University 的 Jiaxing Huang 發現褶皺粒狀石墨烯可以用於增強鋰電池的充電性能特性,克服一些鋰電池的缺陷 (注 3)。

MPSH states of both HOMO and LUMO for the flat, step-shaped and arched AGNR.

結論是要告訴各位,光從微觀表徵只能指出石墨烯可以應用的方向,至於要用何種石墨烯,還是得根據機理來設計,石墨烯層數只是部分參考,有太多的變因要通過實際執行才能驗證的!

Ref.:

1. Physical Review B, 2006, 74:075404. | DOI: 10.1103/PhysRevB.74.075404.

2. Applied Physics Letters, 2010, 96, 173101. | DOI: 10.1063/1.3419821.

3. ACS Nano, 2013, 7, 1464–1471. | DOI: 10.10.1021/JZ3006892.


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