单层石墨烯纳米结构的构造、相变及电子输运性质研究的任务书.docx

单层石墨烯纳米结构的构造、相变及电子输运性质研究的任务书
任务书
一、研究背景
石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体结构，在其构造中，每个碳原子与其周围的三个碳原子形成一个类似于蜂窝状的六边形结构。石墨烯具有一系列独特的性质，如高度的机械强度、热导率和电导率，因此成为了材料科学领域的研究热点之一。
近年来，石墨烯在电子学领域的应用引起了广泛关注，这主要得益于其非常优异的电子输运性质。石墨烯内部的电子是费米的狄拉克费米系统，电荷载流子移动时像相对论费米子一样呈现出线性关系的色散关系，因此，电子在石墨烯中表现出惊人的移动性能。
此外，石墨烯的相变与其他材料也存在很大区别。在晶格的扭转、拉伸、压缩、注入异物等过程中，石墨烯都能够呈现出相变。因此，石墨烯的相变性质不仅对石墨烯本身的属性研究具有重要的影响，还对石墨烯的应用提供了新的思路。
二、研究目的
本次研究的目的是探讨单层石墨烯纳米结构的构造、相变及电子输运性质。具体的研究任务包括：
1.构造单层石墨烯纳米结构，在不同材料体系下制备石墨烯样品，如Cu、Ni、Pd、Ag等。
2.测量样品的结构特征、表面形貌、物理特性，如厚度、晶格结构、拉曼光谱、X射线衍射等。
3.研究石墨烯样品的相变及相变机制，通过扫描探针显微镜、高空间分辨的透射电镜等手段，探究原子移动和重组机制。
4.研究石墨烯样品的电子输运性质，包括电荷输运性能、负电子迁移度、谷极化、匝性等特性的测定。
5.探究石墨烯样品在电场、磁场等外界因素下的性质变化。
三、研究步骤
1.样品制备：根据所选的材料体系制备单层石墨烯样品。
2.结构表征：通过透射电镜、扫描探针显微镜等手段对样品进行结构表征。
3.光学性质测量：通过拉曼光谱测量样品的光学性质。
4.电子输运性质测量：通过电流-电压曲线测量样品的电子输运性质。
5.相变性质研究：通过原子力显微镜等手段研究样品的相变性质。
6.数据处理与结果展示：对研究得到的数据进行处理和分析，并通过文字和图表形式展示结果。
四、研究意义
本次研究的主要意义如下：
1.研究单层石墨烯纳米结构的构造、相变及电子输运性质，对石墨烯的属性研究提供了新的思路和手段。
2.研究结果可以为石墨烯在电子器件、封装材料、能量存储等领域的应用提供理论依据和实验数据支持。
3.研究结果对提高石墨烯的制备工艺、改善其质量和性能等方面具有重要意义。
五、研究计划
时间节点|研究任务
2022年1月-3月|选取材料体系，制备单层石墨烯样品
2022年4月-6月|测量样品的结构特征、表面形貌、物理特性
2022年7月-9月|研究石墨烯样品的相变及相变机制
2022年10月-12月|研究石墨烯样品的电子输运性质
2023年1月-3月|探究石墨烯样品在电场、磁场等外界因素下的性质变化
2023年4月-6月|数据处理与结果展示
六、研究经费
本次研究所需经费如下：
人员费用|总计（万元）
研究人员|70
材料设备|30
差旅费等|10
合计|110
七、研究团队
本次研究由以下人员组成：
项目负责人：**教授
主要研究人员：XX博士、XX副教授
研究生：X、X、X
以上人员将共同完成研究任务，保证研究项目的顺利进行。
八、研究计划落实与进展检查
本次研究落实部门：**学院/实验室
本次研究进展检查：每个月进行一次进展情况检查和研究成果汇报。