單層石墨烯是由一個(gè)層厚度僅為一個(gè)原子的碳原子在一個(gè)二維晶格上排列而成的結(jié)構(gòu),。它呈現(xiàn)出六邊形的蜂窩狀結(jié)構(gòu),并且具有卓越的電子導(dǎo)電性和熱導(dǎo)性,。而多層石墨烯則是由多個(gè)層組成,,每個(gè)層之間的相互作用通過(guò)范德華力相互吸引。不同于單層石墨烯的各種獨(dú)特性質(zhì),,多層石墨烯的性質(zhì)更接近于傳統(tǒng)的石墨,。
單層石墨烯的電子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出線性色散關(guān)系,,即電子能量依賴于其動(dòng)量,。由于其良好的導(dǎo)電性質(zhì),單層石墨烯可以被認(rèn)為是零帶隙的材料,電子在其中移動(dòng)無(wú)阻礙,。而多層石墨烯由于范德華力的作用,,電子結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出帶隙特性,具有與傳統(tǒng)半導(dǎo)體相似的行為,。
由于單層石墨烯只有一個(gè)原子厚度,因此具有出色的力學(xué)性能,。它是已知最強(qiáng)硬的材料之一,,同時(shí)具有很高的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。多層石墨烯的力學(xué)性能相對(duì)較差,,但仍然比許多其他材料要好,。
單層石墨烯的吸收率極高,,幾乎可以吸收所有入射光,。這使得其具有出色的激光吸收性能,并廣泛應(yīng)用于光電子學(xué)和光學(xué)傳感器等領(lǐng)域,。與此相反,,多層石墨烯的吸收率要低得多,其它光學(xué)特性也與傳統(tǒng)石墨類似,。
由于其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì),單層石墨烯在納米電子學(xué),、能源儲(chǔ)存和導(dǎo)電材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景,。相比之下,多層石墨烯更適用于傳統(tǒng)的應(yīng)用,,如涂料,、涂層和高性能材料等。
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