グラフェンの構造と性質についての説明として正しいものはどれか。

正解：C. 炭素原子がsp²結合で六角形(ハニカム)状に並んだ単原子層で、バンドギャップがほぼゼロであり、面内の電子の移動度が非常に高い

グラフェンはグラファイトの1層だけを取り出したもので、炭素原子がsp²混成の強い共有結合で蜂の巣状の六角形の網をつくっています。伝導帯と価電子帯がK点で1点だけ接する(ディラック錐)ため、バンドギャップがほぼゼロの半金属的な性質を示し、キャリアの移動度が室温でも非常に高くなります。面内のsp²結合はきわめて強いので、面内の強度や弾性率、熱伝導率も高い値を示します。sp³の四面体結合で絶縁体になるのはダイヤモンドの特徴です。また、きれいな単層のグラフェンは1 eV級のバンドギャップをもちません。ギャップを開くには、幅の狭いナノリボンにしたり、2層グラフェンに垂直な電界をかけたりする工夫が必要です。