毕业设计开题报告.pdf

毕业设计(论文)开题报告题目:具有自旋选择电子输运特性的全碳分子器件设计学院:电气信息学院专业:电子科学与技术学生姓名:学号:指导教师:(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见。3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于10篇(不包括辞典、手册),其中至少应包括1篇外文资料;对于重要的参考文献应附原件复印件,作为附件装订在开题报告的最后。,并装订单独成册,随《毕业设计(论文)说明书》等资料装入文件袋中。毕毕毕毕业业业业设设设设计(论计(论计(论计(论文)开文)开文)开文):结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写2500字以上的文献综述,文后应列出所查阅的文献资料。文献综述石墨烯概念石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,%的光;导热系数高达5300W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-6Ω·cm,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低,电子迁移的速度极快,因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。石墨烯的由来20世纪初,科学家开始接触到石墨烯。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学的物理学教授安德烈·杰姆(AndreGeim)和他的学生克斯特亚·诺沃消洛夫(Ko-styaNovoselov)用简单易行的胶带分离法制备出了石墨烯。他们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,把石墨片一分为二,不断重复这样的操作,于是薄片越来越薄,最后得到了仅由一层碳原子构成的薄片,即石墨烯【1】。石墨烯的结构石墨烯是由碳六元环组成的两维(2D)周期蜂窝状点阵结构,它可以翘曲成零维(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一维(1D)的碳纳米管(carbonnano-T)或者堆垛成三维(3D)的石墨(graphite),因此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,是目前最理想的二维纳米材料.。理想的石墨烯结构是平面六边形点阵,可以看作是一层被剥离的石墨分子,每个碳原子均为sp2杂化,并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键,π电子可以自由移动,赋予石墨烯良好的导电性。二维石墨烯结构可以看是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。石墨烯的电学特性石墨烯具有超强导电性、电阻小,电子迁移快的特性,常温下即可观察到量子霍耳效应。常温下其电子迁移率*超过15000cm²/V·s,又比纳米碳管或硅晶体*高,而电阻率只约10-6Ω·cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中电子受到的干扰也非常小。石墨烯中电子间以及电子与蜂窝状栅格间均存在着强烈的相互作用。石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子,或更准确地,应称为“载荷子”(hargecarrier),的性质和相对论性的中微子非常相似。石墨烯的应用及发展前景石墨烯应用范围广阔。根据石墨烯强度超大,超薄,超导电,导热的特性,它可被广泛应用于各领域。包括:太阳能电池、传感器方面、纳米电子学、高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储、半导体领域等。石墨烯良好的电导性能和透光性能,使它在透明电导