折叠后的石墨烯结构在电学特性上表现出哪些一维材料特征？？
2025-06-29 14:55:16
折叠石墨烯因几何形变产生准一维导电通道，其电学行为呈现量子限域效应、弹道输运及L
最佳答案
折叠石墨烯因几何形变产生准一维导电通道，其电学行为呈现量子限域效应、弹道输运及Luttinger液体特性等典型低维特征。
量子限域效应增强
折叠边缘形成的纳米级褶皱限制了电子横向运动，导致能带结构分裂为离散态。实验显示，折叠区域的电导率随褶皱宽度减小呈阶梯式变化，与碳纳米管的量子化电导相似。
弹道输运特性
在一维通道中，电子平均自由程超过结构尺度时，载流子可实现无散射传输。折叠石墨烯的纵向电导率在低温下接近量子电导极限值（4e2/h），且电阻率与温度呈弱相关性。
| 特征参数 | 二维石墨烯 | 折叠后准一维结构 |
|---|---|---|
| 电导率温度依赖性 | 线性增加 | 近似恒定 |
| 载流子迁移率 | ~10?cm2/(V·s) | >10?cm2/(V·s) |
| 电子平均自由程 | 微米级 | 毫米级 |
Luttinger液体行为
强电子关联作用下，折叠结构中的费米液体理论失效，表现为：
- 非欧姆特性：电流-电压关系偏离线性，遵循幂律规律（I∝V^α）。
- 自旋-电荷分离：电荷与自旋波传播速度差异导致瞬态响应分离现象。
场效应调控灵敏度提升
折叠形成的局域应变改变狄拉克点位置，使栅极电压对费米能级的调控效率提高3-5倍。例如，双层折叠区开启电压可从常规石墨烯的20V降至4V。
Peierls相变倾向
准一维结构的不稳定性易诱发晶格畸变，导致电导率骤降。该现象在褶皱宽度小于5nm时显著，表现为电阻率随温度降低呈指数级上升。
2025-06-29 14:55:16
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