石墨烯的電子效應(yīng)
發(fā)布時間：
2020-11-26
石墨烯本來就存在于自然界，只是難以剝離出單層結(jié)構(gòu)，石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯，鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。
石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm2/(V·s)，這一數(shù)值超過了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率最高的物質(zhì)銻化銦(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下，石墨烯的載流子遷移率甚至可高達250000cm2/(V·s)，與很多材料不一樣，石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小，50~500K之間的任何溫度下，單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm2/(V·s)左右。
另外，石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)可以通過電場作用改變化學(xué)勢而被觀察到，而科學(xué)家在室溫條件下就觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應(yīng)，石墨烯中的載流子遵循一種特殊的量子隧道效應(yīng)，在碰到雜質(zhì)時不會產(chǎn)生背散射，這是石墨烯局域超 強導(dǎo)電性以及很高的載流子遷移率的原因。石墨烯中的電子和光子均沒有靜止質(zhì)量，他們的速度是和動能沒有關(guān)系的常數(shù)。
石墨烯是一種零距離半導(dǎo)體，因為它的傳導(dǎo)和價帶在狄拉克點相遇，在狄拉克點的六個位置動量空間的邊緣布里淵區(qū)分為兩組等效的三份，相比之下，傳統(tǒng)半導(dǎo)體的主要點通常為Γ，動量為零。
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