A1-8D-2.54C

   如图2.92所示,石墨烯电子结构非常奇特。其根源在于:石墨烯的

单元结构中含有两个碳原子,使成键冗能带(价带顶端)和反键冗・(导带底端)能带在费米能级处不可分辨,即在Brillouin区域的Κ点处,这两个能带汇合,能量上相等。另外,石墨烯中碳与碳原子之间较近的距离导致了显著的原子间重叠,因此石墨烯能带在能量空间的展宽非常大,费米能级处电子速率也因而极高(vF≈106Wθ。实际上,石墨烯的费米能级可以在±1eV范围内分散,其电子和空穴的有效质量趋近于零,态密度与能量成正比。

    基于非常独特的电子结构,石墨烯表现出很多有趣的电子特性,如量子霍尔效应lquanmm Hall尸09711,以及相对狄拉克费米子输运特性卩勾。石墨烯的载流子迁移率对环境的依赖性很强,在si/So2衬底上的石墨烯载流子迁移率可达10000cm2/(VΘ。在这样的器件中,通常存在于Ⅳso2表面的带电杂质(密度约1012cmˉ2)似乎对载流子起散射作用。在Dirac点处,由于载流子浓度较低不能很好地屏蔽外界影响,被俘电荷对载流子的散射作用尤其显著。近期报道指出,在液氦温度下,自由悬浮的石墨烯薄层的电子迁移率达到2O0OO0c′/(V・Θ,表明在微米尺度下石墨烯中电子几乎以球状输运模式输运l’3’7zIl。目前,石墨烯作为电子材料的应用,如场效应晶体管、谐振腔卩剔、有机太阳能电量子点田叫、透明阳极田1]等,正在研究中。2010年,瑞典皇家科学院将诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学的两位教授A,K,Ge汕和K.S.N四osdov,以表彰他们对石墨烯的研究。