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单层石墨烯纳米结构的构造、相变及电子输运性质研究的综述报告
概述
石墨烯是由碳原子组成的单层平面晶体结构，具有独特的电子性质和强大的机械性能。其结构简单，具有高导电性和高热导性等优良特性，使其在材料科学中具有广阔的应用前景。因此，石墨烯的制备、构造及电子输运性质研究是当前材料科学中的研究热点。
单层石墨烯的制备
单层石墨烯的制备有多种方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法、物理气相沉积法和液相剥离法等。其中，机械剥离法是先在石墨晶体表面粘贴一层胶带，再将胶带剥离，在剥离过程中可将单层石墨烯剥离出来。虽然机械剥离法易于操作，但只能制备小块石墨烯，且成本较高。化学气相沉积法等方法因其生产成本较低且可制备大面积单层石墨烯，而受到广泛关注。
单层石墨烯的构造及相变
石墨烯以其单层平面晶体结构为特点，由碳原子通过sp2杂化形成六边形结构，并通过σ键和π键相互作用产生强化学键。在加入测量噪声后，石墨烯还可以遵循更为复杂的电子相互作用模型，例如Kane-Mele模型和Bernoulli-Politzer模型等。
石墨烯也可被加热或加压以形成不同的结构，如具有完美晶体结构的纳米晶格、无序石墨烯（amorphousgraphene）等。这些不同的结构可能导致石墨烯中出现杂质以及能带结构发生变化。
电子输运性质
由于石墨烯具有高导电性和高热导性等特点，因此其在电子输运方面也有独特的性质。石墨烯中的电子可以通过洛伦兹子程序和说明光学特性的吸收截面进行传输。这些电子可以被视为在非相对论情况下的零质量费米子，它们在石墨烯中的移动被认为是二维难以评估的方式。
此外，由于石墨烯的光学性质与准粒子的相互作用，因此石墨烯中的电子输运特性具有多种光学现象。例如，明显的周期性、光谱宽度、等能级和自旋倒挫等现象都可以归因于电子之间的相互作用。除了光学现象外，石墨烯中还具有其他一些电子输运性质，例如磁阻、量子霍尔效应等。
总结
单层石墨烯是当前材料科学研究的热点之一。它的制备、构造及电子输运性质研究已取得了突破性进展，对于其在电子器件、能源存储等领域的应用具有重要的意义。未来，随着对石墨烯结构及其性质研究的深入，其在各个领域中的应用前景将更加广阔。