致勝題型 混合題
石墨烯(graphene,又稱單層石墨)
。
單層石墨薄膜是由碳原子組成的平面薄膜,厚度只有
一個原子的厚度,特性是電阻極低,電子移動的速度極快,幾乎是沒有質量的粒子才能有的特性
,
速度只比光子慢了300倍,比現行的半導體矽材料快了至少10倍,是非常好的導體。
石墨烯是單層碳原子材料,碳原子排列成邊長為0.14nm狀似蜂巢狀的
正六邊形結構,如圖所示。而石墨烯是目前世上最薄、最堅硬的奈米材料,
幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;雖然他比鑽石還堅硬,但是卻可以
像橡膠一樣對他拉伸。
三相
( E
0.14nm ·米麵
事實上,據說兩人當時的想法是在參加派對時,看到工作人員使用膠帶 限
黏氣球時,靈機一動。他們用膠帶黏住石墨薄片的兩側,撕開膠帶,薄片也隨之一分為二,不斷
重複這個過程,就可以得到愈來愈薄的石墨薄片,而其中部分樣品即為僅由一層碳原子構成的單
層石墨薄膜。兩位科學家的貢獻除了在於使用的「方式」特殊,是其他科學家利用高技術的原子
顯微鏡都做不出來的。而且發現1cm厚的石墨竟擁有300 萬層數的石墨烯。而單層石墨薄膜通
常為 10幾個微米的大小而已,最大只做到10公分,「變大」是未來需要發展的目標。
SEC
(C) 1. 根據1983年國際度量衡大會決議,光子在真空中於299,792,458分之一秒內所走的距離為
1公尺,藉由上述新聞報導中可得知,電子在石墨烯中的移動速率約為多少公尺/秒?
(A) 1010 (B) 108 (C) 106 (D) 104 (E) 102
30000000
299792458.0
#3 3×108 3 3x/06
(B) 2.藉由上述新聞報導推測,碳原子的大小約為多少埃(A)?
批閱
序號 5
300-10
(A) 300 (B) 30 (C) 3 (D) 0.3 (E) 0.03 = 108 M = 3√3x10 m = 33
3x106
3.上文圖中的正六邊形角落的原子可以同時被數個正六邊形共用,則在每個正六邊形範圍內
,平均有幾個碳原子?而已知邊長a的正六邊形面積為
3√3
2
㎡,求1公克石墨烯的面積
約為多少平方公尺?(不必寫出計算過程,但請你以數量級表示答案)
1公克石墨烯的面積約為多少平方公尺?
平均有幾個碳原子
2 個。
(請以數量級表示答案)
103
(配分4分)
