石墨烯有望取代硅

　　石墨烯——一种由单层碳原子组成的材料，排列在一个二维的蜂巢形状的格子里——具有高超的光学、机械和电气性能。在2003年被发现，它被发现具有极高的电子移动性（25万cm2/vs），并且具有极高的导热性（5000w/mK），以及其他令人满意的特性。石墨烯非常适合电子工业，因为它具有很高的导电性。但研究人员一直希望将其作为一种非传统的晶体管材料，这一想法自发现以来一直未能得到科学界的注意。石墨烯不能用作晶体管材料的主要原因是它有一个零带隙，使它成为导体而不是半导体。

　　要生产开关设备，就像晶体管一样，需要一个带隙。带隙是半导体和导体之间的价与传导带之间的能量差。带隙的存在使得电子从价电子到传导带的运动，反之亦然，因此这种材料可以在诸如晶体管等设备上开关电流。在石墨烯中，价和传导带相遇，类似于典型的金属，如图所示:

　　科学家们最近通过一些尝试已经能够产生100毫电子伏（meV）的带宽，但这还不足以创造出电子设备。一个典型的半导体的带隙大于0。5eV。

　　位于韩国基础科学研究所（IBS）的多维碳材料中心（CMCM）的一组研究人员已经开发出一种方法，将氢加入石墨烯，以改善其电子和半导体的行为。了解石墨烯与其他材料的化学反应将会增加它作为未来半导体材料的效用。

　　IBS的研究人员将氢结合在一起——一种预期的反应将会增加石墨烯的带隙——通过使用一种已知的“鸟式反应”的方法。“这是基于溶解在氨中的锂，通过C-H键的形成将氢引入石墨烯。

　　IBS的研究人员发现，氢化反应发生在单层石墨烯的高速率，而在多层石墨烯中缓慢地进行。但是，关于电子属性的变化，最重要的发现是光学和电学性质的重大变化。考虑到氢化是一个简单而简单的过程，这对未来是一个好兆头。

　　通过对单层石墨烯和几层石墨烯的化学成分的深入了解，相信在电子、光电、光电、传感器、复合材料和其他领域，许多新的化学功能化石墨烯的应用是可能的。