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石墨烯的光学特性以及力学特性

2020-12-07 12:36

  光学特性

  石墨烯具有非常良好的光学特性,在较宽波长范围内吸收率约为2.3%,看上去几乎是透明的,在几层石墨烯厚度范围内,厚度每增加一层,吸收率增加2.3%,大面积的石墨烯薄膜同样具有优异的光学特性,且其光学特性随石墨烯厚度的改变而发生变化。这是单层石墨烯所具有的不寻常低能电子结构,室温下对双栅极双层石墨烯场效应晶体管施加电压,石墨烯的带隙可在0~0.25eV间调整,施加磁场,石墨烯纳米带的光学响应可调谐至太赫兹范围。

  当入射光的强度超过某一临界值时,石墨烯对其的吸收会达到饱和,这些特性可以使得石墨烯可以用来做被动锁模激光器,这种独特的吸收可能成为饱和时输入光强超过一个阈值,这称为饱和影响,石墨烯可饱和容易下可见强有力的激励近红外地区,由于环球光学吸收和零带隙。由于这种特殊性质,石墨烯具有广泛应用在超快光子学,石墨烯/氧化石墨烯层的光学响应可以调谐电,更密集的激光照明下,石墨烯可能拥有一个非线性相移的光学非线性克尔效应。

  力学特性

  石墨烯是已知强度最高的材料之一,同时还具有很好的韧性,且可以弯曲,石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa,固有的拉伸强度为130GPa,而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度,平均模量可大0.25TPa,由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔,因而石墨纸显得很脆,然而,经氧化得到功能化石墨烯,再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。


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