奈米材料
關於石墨烯結構與性質的敘述，下列何者正確？
- A碳原子以sp³鍵連成四面體狀的單原子層，與鑽石一樣是不導電的絕緣體
- B碳原子以sp²鍵排成六角形的單原子層，但量子尺寸效應使其成為能隙1 eV以上的半導體
- C碳原子以sp²鍵排成六角形（蜂巢）狀的單原子層，能隙幾乎為零，而且面內的電子遷移率非常高
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正確答案：C. 碳原子以sp²鍵排成六角形（蜂巢）狀的單原子層，能隙幾乎為零，而且面內的電子遷移率非常高
石墨烯是只取出石墨1層的材料，碳原子以sp²混成的強共價鍵形成蜂巢狀的六角形網。導電帶與價電帶只在K點以1點相接（狄拉克錐），因此顯示能隙幾乎為零的半金屬性質，載子遷移率即使在室溫下也非常高。面內的sp²鍵極強，因此面內的強度、彈性模數與熱導率也顯示很高的值。以sp³四面體鍵成為絕緣體是鑽石的特徵。此外，乾淨的單層石墨烯不具有1 eV等級的能隙。要打開能隙，需要做成窄的奈米帶，或對2層石墨烯施加垂直電場等方法。