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石墨烯中的理论研究的综述报告
石墨烯是由单层碳原子构成的二维结构材料，其出色的电学、光学、力学性质和巨大的应用潜力引起了广泛的研究兴趣。自从石墨烯的发现，其研究领域就经历了快速的发展，并产生了大量的理论模拟研究。在本文中，我们将介绍石墨烯理论研究的最新进展和应用前景。
首先，石墨烯的基础理论是由物理学家K.SNovoselov和A.K.Geim所提出，他们通过机械剥离法在2004年成功制备了石墨烯。石墨烯的晶体结构是由六个碳原子构成的一个正六边形，外围每个碳原子还与三个相邻碳原子形成一个120度的角。由于这种特殊的结构，石墨烯具有不同于常规晶体的许多独特性质。
石墨烯的性质受其晶体结构的控制。由于单层石墨烯只有一个原子厚度，所以其电子结构与三维石墨却存在着很大的区别。最值得关注的是，石墨烯电子在费米面上遵循线性色散关系，这意味着它们的能量与动量成正比关系。这种关联很好地解释了石墨烯的导电性和热导率，因为电子很容易在费米面上运动，从而导致石墨烯的高电子迁移率和低电阻率。此外，石墨烯还展现了优异的光学性质，对于光线的吸收和透过率具有特殊的反应。
为了更好地理解这些特殊的性质，理论物理学家开发了各种各样的计算方法以模拟和研究石墨烯。其中最常见的计算方法是密度泛函理论(DFT)。DFT是一种基于波函数的计算方法，它可以计算石墨烯中每个原子的电荷分布、电子密度和电子结构。当计算的精度达到性质量级时，DFT可以预测石墨烯中的许多物理性质，例如，弯曲和扭转带来的电学、光学和力学效应等。
此外，也利用分子动力学模拟和MonteCarlo等统计机制进行计算，其中MonteCarlo模拟是用来模拟石墨烯基于热力学平衡的各种物理现象。近十年来，人们利用这些模拟方法，深入研究了石墨烯的物理和化学性质，例如自旋-轨道耦合，声子谱和谷极化等一系列特性，为石墨烯的研究提供了重要的理论基础。
总之，石墨烯是一种极具潜力的材料，其电学、光学、力学性质等都具有独特的特点。在理论研究方面，各种计算方法都衍生了许多研究工作，例如石墨烯耗散的量子热力学、石墨烯的量子纠缠等。研究石墨烯为未来的纳米器件和电子元器件的开发和应用提供了很大的助力，我们相信在未来的研究工作中将会有很多更加独特的物理性质被发现。