题 目:石墨烯研究的最新进展— 2010年诺贝尔物理学奖解读(5)
主 讲:顾樵教授(深圳大学电子学院,德国国际生物物理研究所)
时 间:2010-12-16 (星期四),14:00-15:30
地 点:C209教室
提 要:一片薄膜能薄到什么程度?2010年诺贝尔物理学奖得主、英国曼彻斯特大学两位科学家推出了原子厚度的薄膜 — 石墨烯。石墨烯作为一种具有完美晶格结构的全新材料,有许多奇特的性质:它的密度仅有0.77mg/m2,但强度比钢高出100倍;它非常致密,连氦原子(最小的气体原子)也无法穿过;它的电导率是铜的1.6倍;导热性胜过其他所有的已知材料;它几乎是完全透明的,对光的吸收率只有2.3%。石墨烯能被刻成分子大小的单电子晶体管,即使1纳米宽的石墨烯元件,稳定性依然良好。因此石墨烯被普遍认为会最终替代硅材料,从而开创微电子科学与技术的新纪元。石墨烯的问世也被期待对物理学、化学、材料科学、量子信息学、生命科学、以及众多技术领域产生革命性的影响。石墨烯的奇特性质源于二维晶格结构中电子运动的相对论量子力学机制。石墨烯激发被无质量费米子的二维狄拉克方程描述,它结果出零带隙的能带结构,特别是狄拉克点附近的线性色散关系,这导致一系列的奇特现象,包括奇异的量子隧穿效应、非寻常的量子霍尔效应、以及在1eV线性范围内与粒子物理的类似性等。因此石墨烯的理论研究具有深刻的学术意义。
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附:关于2010年诺贝尔物理学奖解读的讲座共有五次:
1. 原子网的问世 — 2010年诺贝尔物理学奖解读(1)
2. 石墨烯的应用前景 — 2010年诺贝尔物理学奖解读(2)
3. 石墨烯的能带结构 — 2010年诺贝尔物理学奖解读(3)
4. Ghost-like quantum effects in graphene — 2010年诺贝尔物理学奖解读(4)
5. 石墨烯研究的最新进展— 2010年诺贝尔物理学奖解读(5)
电子科学与技术学院
2010年12月13日