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-tube，CNT）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元键，元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sp?杂化碳质材料的基本组成单元
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(carbon nano-tube, CNT)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
焦炭在治金工业中用于还原矿物3FeS2+12C+802=Fe04+12CO+6S（燃烧）2Ca（PO4)2+6SiO,+10C=6CaSiO,+10CO1+P1（1373-1713K/电弧炉）2As2S+902=2As203+6S02As,03+3C=2As+3C01SiO,+2C=Si+2CO↑（电炉）SiO,+2C+2Cl,=SiCl+2COSnO,+2C=Sn+2CO12PbS+30,=2PbO+2SOPbO+C=Pb+CO114
14 焦炭在冶金工业中用于还原矿物 3 FeS2 + 12 C + 8 O2 = Fe3O4 + 12 CO + 6 S (燃烧) 2Ca3 (PO4 ) 2 + 6SiO2 + 10C = 6 CaSiO3 + 10CO ↑ + P4 ↑ (1373-1713K/电弧炉) 2As2S3 + 9O2 = 2As2O3 + 6SO2 As2O3 + 3C = 2As + 3CO ↑ SiO2 + 2 C = Si + 2 CO ↑ （电炉） SiO2 + 2 C + 2 Cl2 = SiCl4 + 2 CO SnO2 + 2 C = Sn + 2 CO ↑ 2 PbS + 3 O2 = 2 PbO + 2 SO2 PbO + C = Pb + CO ↑
5-2-2 Si (Ge)Second most abundant element in earth.Found in clay, granite, quartzsand.5-2-2-1硅的形态①无定形：深灰色粉末②晶形硅：银灰色，具金属光泽，能导电：导电率不及金属，且随温度升高而增大微电子产业的核心一集成电路，就是以半导体Si和GaAs为基础材料导电性：半导体Si、Ge一般情况下，完整的晶体不导电：但当光照或外加电场时，导电。15
15 5-2-2 Si (Ge) Second most abundant element in earth. Found in clay, granite, quartz, sand. 5-2-2-1 硅的形态 ①无定形：深灰色粉末 ②晶形硅：银灰色，具金属光泽，能导电；导电率不及金属，且随温度升高而增大。 ＊ 微电子产业的核心——集成电路，就是以半导体Si和GaAs为基础材料。 ＊ 导电性：半导体Si、Ge 一般情况下，完整的晶体不导电；但当光照或外加电场时， 导电
5-2-2-2应用半导体单晶硅：我国生产@50-200mm，以100mm为主，能力200t/y，产量180t/y；抛光片Φ50-150mm，以100mm为主，200mm有样片，产量0.2亿in2，占世界抛光片硅片产量0.5%。非晶态硅薄膜半导体，主要用于太阳能光电转换和信息技术方面，在开发能源方面是一种很前途的材料②玻璃，硅酸盐③过渡金属硅化物16
16 5-2-2-2 应用 ① 半导体单晶硅:我国生产Φ 50-200mm,以100mm为主，能力200 t / y，产量180 t / y； 抛光片Φ 50-150mm，以100mm为主，200mm有样片，产量0.2亿in2 ，占世界抛光片 硅片产量0.5%。 非晶态硅薄膜半导体，主要用于太阳能光电转换和信息技术方面，在开发能源方面 是一种很前途的材料。 ②玻璃,硅酸盐 ③过渡金属硅化物
硅有可能用做一种热电材料热电子材料，能够将一个热梯度转变成一个电场，反之亦然，因此可用于发电和制冷。纳米结构法已被证明是改进一些材料热电能力的有效方法。然而，现有高性能热电材料的制造并不容易达到大规模热能利用所需的那种规模，而制造具有纳米结构的这种材料更为困难。这时，可以进行大规模处理的硅材料进入科学家的视野，但硅的热电性能较差。1月10日Nature上两篇论文表明，通过将硅的结构做成纳米线阵列，通过仔细控制纳米线的形态和掺杂，可大大提高硅的热电性能我们也许可以认为，这些发现是向将硅用做一种热电材料的新应用方向迈出的第一步
硅有可能用做一种热电材料 17 热电子材料，能够将一个热梯度转变成一个电场，反之亦然，因此可用于发电和制冷。纳米结构 法已被证明是改进一些材料热电能力的有效方法。然而，现有高性能热电材料的制造并不容易达 到大规模热能利用所需的那种规模，而制造具有纳米结构的这种材料更为困难。这时，可以进行 大规模处理的硅材料进入科学家的视野，但硅的热电性能较差。1月10日Nature上两篇论文表明， 通过将硅的结构做成纳米线阵列，通过仔细控制纳米线的形态和掺杂，可大大提高硅的热电性能。 我们也许可以认为，这些发现是向将硅用做一种热电材料的新应用方向迈出的第一步