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halw123さん

グラフェンとは

グラフェン (graphene) とは、1原子の厚さのsp2結合炭素原子のシート。炭素原子とその結合からできた蜂の巣のような六角形格子構造をとっている。名称の由来はグラファイト (Graphite) と「ENE」から。グラファイト自体もグラフェンシートが多数積み重なってできている。

グラフェンは何がすごいの?

「地球上の生命の基本材料である炭素は、二次元の素材グラフェンの革新的な実験によって、わたしたちを再び驚かせた」

薄く、軽く、強く、しなやかで透明

グラフェンは原子1層分の厚さしかもたないシートですから、どんなシートよりも薄く、軽く、透明です。一方で、炭素原子のハニカム構造は非常に強く、しなやかです。そうした性質を利用して、タッチパネルなど様々なエレクトロニクスへの応用が期待されています。

大きな電界効果を示し、電荷密度を広く制御できる

グラフェンは極めて薄いので、電界を加えることによって電子が占有できるエネルギー(フェルミエネルギー)をコントロールできます。この性質を利用すれば、グラフェン中の荷電粒子の密度を制御して電気伝導度を自在に変化させることができ、デバイスへの応用が期待されます。

優れた移動度を示す

炭素原子のハニカム構造は非常に強いため、不純物や欠陥が入りにくく高い結晶性を示します。そのため荷電粒子はグラフェン中を自由に移動できます。この移動のし易さを示す値を「移動度」と呼びます。グラフェンは、これまでデバイス素材の主役であったシリコンよりも高い移動度を示し、シリコンに代わるデバイス素材として注目されています。

グラフェンは実用化できるか

2010年のノーベル物理学賞は,グラフェンの単離に成功した研究者が受賞した。グラフェンには,単なる黒鉛1層分という以上に多くの特異な性質がある。世界ではその応用に向けた研究開発の機運が爆発的に高まっている。高速トランジスタや高感度センサ,レーザ,タッチ・パネル,蓄電池,高効率太陽電池など,さまざまな次世代デバイスを実現する中核材料になるかもしれない。

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