Graphene

L. Holtmeier

Proseminar Physik, 2013

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 1 / 18

Gliederung

1 Motivation und Einleitung

2 Entdeckung, Herstellung und Identifikation

3 Eigenschaften und Anwendungen

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 2 / 18

Motivation

2010 Nobelpreisscheinbar simpel

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Motivation

2010 Nobelpreisscheinbar simpel

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Einleitung

verschiedene Kohlenstoffformen:GraphitFullereneNanoröhren

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Einleitung

verschiedene Kohlenstoffformen:GraphitFullereneNanoröhren

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 4 / 18

Einleitung

verschiedene Kohlenstoffformen:GraphitFullereneNanoröhren

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 4 / 18

Einleitung

verschiedene Kohlenstoffformen:GraphitFullereneNanoröhren

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 4 / 18

Kohlenstoffformen

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Was ist Graphene?

1 Atom dickes hexagonales Gitter2D-Kristall als neue Materialklasse

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 6 / 18

Was ist Graphene?

1 Atom dickes hexagonales Gitter2D-Kristall als neue Materialklasse

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Entdeckung

1947: theoretische Betrachtung von P.R. Wallace2004: Arbeit von Andre Geim und Konstantin Novoselov

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 7 / 18

Entdeckung

1947: theoretische Betrachtung von P.R. Wallace2004: Arbeit von Andre Geim und Konstantin Novoselov

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Herstellung

einfache mechanische ExfoliationWegbrennen des Si beim SiC-Kristallweitere Methoden

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 8 / 18

Herstellung

einfache mechanische ExfoliationWegbrennen des Si beim SiC-Kristallweitere Methoden

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 8 / 18

Herstellung

einfache mechanische ExfoliationWegbrennen des Si beim SiC-Kristallweitere Methoden

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Herstellung

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Die Identifikation

optisch mit AFM

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Eigenschaften

ultimativ dünn: 3.35ADichte von 0.77mg/m2

Bruchstärke von 42N/mVergleich Stahl: 0.4N/m

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Eigenschaften

ultimativ dünn: 3.35ADichte von 0.77mg/m2

Bruchstärke von 42N/mVergleich Stahl: 0.4N/m

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 11 / 18

Eigenschaften

ultimativ dünn: 3.35ADichte von 0.77mg/m2

Bruchstärke von 42N/mVergleich Stahl: 0.4N/m

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 11 / 18

Eigenschaften

ultimativ dünn: 3.35ADichte von 0.77mg/m2

Bruchstärke von 42N/mVergleich Stahl: 0.4N/m

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 11 / 18

Eigenschaften

absorbiert 2.3 Prozent (απ) der Lichtintensitätnahezu transparent und farblos

L. Holtmeier (University of Bielefeld) Graphene 2013 12 / 18

Eigenschaften

absorbiert 2.3 Prozent (απ) der Lichtintensitätnahezu transparent und farblos

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Eigenschaften

elektrische Leitfähigkeit von 0.96·106Ω−1cm−1

Vergleich Kupfer: 0.60·106Ω−1cm−1

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Eigenschaften

elektrische Leitfähigkeit von 0.96·106Ω−1cm−1

Vergleich Kupfer: 0.60·106Ω−1cm−1

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Eigenschaften

thermische Leitfähigkeit von ≈5000WK−1m−1

Vergleich Kupfer: ≈400WK−1m−1

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Eigenschaften

thermische Leitfähigkeit von ≈5000WK−1m−1

Vergleich Kupfer: ≈400WK−1m−1

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Eigenschaften

ungewöhnlicher Quanten-Hall-Effekt

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Anwendungen

"Klein-tunneling"

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Anwendungen

in Solarzellen anstelle von Indiumzinnoxid (IZO)in der Raumfahrt

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Anwendungen

in Solarzellen anstelle von Indiumzinnoxid (IZO)in der Raumfahrt

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Quellen

http://www.nobelprize.org/en.wikipedia.org/wiki

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