Własności grafenu Autor: Krzysztof Kowalik Kierunek: Zarządzanie i inżynieria produkcji Data wygłoszenia:

Plan prezentacji 1) Kilka słów wstępu. 2) Historia grafenu. 3) Najważniejsze właściwości grafenu. 4) Wybrane metody otrzymywania grafenu. 5) Przyszłość grafenu.

Grafen – materiał przyszłości  płaska struktura zbudowana z jednoatomowej warstwy atomów węgla, połączonych heksagonalnie;  staje się przedmiotem zainteresowania, głównie w elektronice i mechanice;  jest jedną z odmian alotropowych węgla – jednego z najpowszechniejszych pierwiastków na świecie. Rys. 1. Schemat struktury grafenu oddzielonej od grafitu Źródło: [1]

Historia odkrycia  Pierwszą osobą, która opisała grafen był Hanns-Peter Boehm: rok  Konstantin Novoselov oraz Andriej Gejm z Uniwersytetu w Manchesterze wyizolowali grafen w 2004 roku i otrzymali Nagrodę Nobla z dziedziny fizyki w 2010 roku. Andriej Gejm Konstantin Novoselov

Najważniejsze właściwości  bardzo dobre przewodnictwo elektryczne, niewielka rezystywność : Ω*m  dobre przewodnictwo cieplne : ponad dwukrotnie większe niż dla diamentu  niezwykle twardy i wytrzymały

Najważniejsze właściwości  niezwykle elastyczny : można go rozciągnąć nawet o 20%  cienki i lekki, niemal przezroczysty : pochłania około 2% światła  bardzo wysoka ruchliwość elektronów : cm 2 /V*s  prędkość przepływu elektronów: 1/300 prędkości światła

Najważniejsze właściwości  Liniowa zależność dyspercyjna energii od pędu: E = p*c’ E – energia p – pęd c’ – stała Rys. 2. Punkt Diraca Źródło: [4]

Metody otrzymywania  Osadzanie z fazy gazowej na metalach CVD (chemical vapor deposition)  Wytwarzanie na węgliku krzemu (SiC)  Uzyskiwanie grafenu z nanorurek  Metoda naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie

Przyszłość grafenu  elektronika;  optoelektronika;  magazynowanie energii;  sensory chemiczne i biochemiczne;  sensory pola magnetycznego;  sensory pola elektrycznego;  sensory naprężeń;  sensory drgań;  inżynieria materiałowa (w materiałach kompozytowych).

Podsumowanie  Grafen może być materiałem bardzo popularnym w przyszłości (ale jeszcze nie teraz ze względu na wysokie koszty produkcji).  Ze względu na swoje bardzo dobre przewodnictwo elektryczne w przyszłości stanie się „następcą” krzemu w urządzeniach elektronicznych.  Jest bardzo wiele dziedzin, gdzie można wykorzystywać grafen, ale na dzień dzisiejszy jest to jeszcze nieopłacalne.

Bibliografia [1] materia%C5%82-przysz%C5%82o%C5%9Bci.pdf [2] [3] erial.pdf [4] [5] [6] [7]