奇特的电子特性一从反常的量子霍尔效应,到电子在单层石墨片层内的定域化现象。它为研究凝聚态物理和量子电动力学搭建了一个桥粱,也丌辟了一个新的碳材料电子学的领域。。鬟糕嚣嚣瓣一’jt!;÷i譬;j已;i琶:j琶;!is§蕤繁瓣§§§j琶再爱巅差王嚣凳瓣瓣《.8躲鞠穆国渤萨痧囝前言图卜1单层石墨是构成其它石墨型碳材料的具有二维结构的基本单元。Il】它可以包裹成零维的富勒烯球体,卷起米形成一维的碳纳米管,或者紧密堆积形成三维的石墨。1.1.2单层石墨的特性单层石墨的一个显著的电子特性是它的双极电子场效应性质(如图1.2)。【11也就是:单层石墨中的载流子可以被调制为电子或空穴,并且电子或空穴的浓度(n)可以被连续调制,最高可以达到1013gm~.在室温下,电子或空穴的迁移率(肋可以突破15,000cm2V-1s-1.12巧】而且,观察到的迁移率对温度(T)几乎没有依赖性,这意味着迁移率(脚在温度为300K时仍然受到杂质散射的限制,因此还有望被显著提高,可能会达到~100,000V-1S-1.虽然其它一些半导体材料在室温下的迁移率(肋能达到~77,000锄2V-1s叫(也就是JnSb),但这些数值是指未掺杂的本体半导体的数值。在单层石墨中,即使在很高的n值(>1012tin叫)下的电掺杂或化学掺杂的器件中,迁移率仍可保持很高,其弹道传输距离可达到亚微米尺度(目前在300K下己达到~0.3/-,in).16】单层石墨所表现出的另外一个极其奇特的电子特性就是单层石墨中的量子霍尔效应(QHE)在室温下便可以被观察到,将观测QHE的温度提高了10倍。17】单层石墨倍受关注的另外一个原凶是它独特的载流子特性。在凝聚态物理中,薛定谔方程足以用来描述材料中的电子性质。对于单层石墨来讲,却是一个例外。它的载流子模拟了相对论粒子,它可以使用迪拉克方程很容易并且很自然的进行描述,而不用薛定谔方程。?6】
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