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石墨烯被发现之后就因为其各种一骑绝尘的各种性能堪称”完美材料“，实际上，真实存在的石墨烯并不是一张绝对平整的由碳六元环构成的大分子。研究表明，石墨烯本身具有一定的褶皱，并不绝对平整;而且，由于石墨烯并不是天然条件下存在的产物，人工制备的石墨烯基于各种制备方法的限制，其结构中存在各种缺陷，下面和小编一起学习下!

1 石墨烯概述

七十多年前，Landau and Peierls 指出：严格二维晶体由于热力学不稳定不可能单独存在。此后，基于大量的实验观察，Mermin对该观点表示了赞同。无可否认，薄膜材料的熔点会随着其厚度的减小而快速下降，当其厚度下降到只有几层原子大小时，该材料就会分解或者破碎为小块。基于这种事实，人们一直认为单层原子组成的晶体膜不可能单独稳定存在，只能依附生长于三维晶体上。

但是，2004 年，Novoselov 等人成功在实验室制备出了稳定的单层石墨烯，严格二维晶体不能稳定存在的观点被重新审视。紧接着，Novoselov 等人的进一步研究发现，石墨烯不但能够稳定存在，而且结晶度非常高，在石墨烯上，电荷载体可以运动成千上万个原子距离而不发生散射;此后，Zhang Yuanbo 等人在石墨烯上观察到了量子霍尔效应。

一系列研究结果表明：石墨烯作为单层晶体，具有与众不同的特殊性质。自此，石墨烯迎来了属于它的“黄金时代”，大量围绕着石墨烯光学，电学，力学特性及理论与应用的研究被广泛而深入的开展起来。

2 石墨烯的结构及缺陷

由sp2轨道杂化的碳原子组成的六元环向平面方向延伸，就可以构成石墨烯的理论模型(如图1所示)，从图中可以看出，石墨烯通过卷裹、层叠等，可以形成我们熟悉的炭材料，如富勒烯，碳纳米管，石墨等。

在早期对于碳纳米管和石墨结构的研究中，研究者们多次发现了碳纳米管和石墨的结构缺陷，由此不难想象，在原子水平上，石墨烯也应该存在缺陷。实际上，真实存在的石墨烯并不是一张绝对平整的由碳六元环构成的大分子。研究表明，石墨烯本身具有一定的褶皱，并不绝对平整;而且，由于石墨烯并不是天然条件下存在的产物，人工制备的石墨烯基于各种制备方法的限制，其结构中存在各种缺陷，这些缺陷影响着石墨烯的物理化学性质，因此很多研究者使用透射电子显微镜(TEM)和扫描隧道显微镜(STM)在原子分辨率水平下观察研究石墨烯缺陷。

原标题：石墨烯的缺陷及其形成原因

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