石墨烯层包含了面内 σ 键和面外 π 键。σ 键使石墨烯具有电子传导性并使石墨烯层之间产生了较弱的相互作用。共价 σ 键形成了六边形结构和 c 轴面的刚性主链，即 π 键控制着不同的石墨烯层之间的关联。它展示了一个面上的 3 个 σ 键／原子以及垂直于 σ 键／原子面的 π 轨道。

　　废话不多说，我们来看看石墨烯这些的物理性质怎么得到的？

　　接着，我们来深入探讨其中的奥妙。

1、

导电性

Ref.：Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes. (Nature 457, 706-710 (5 February 2009) .| doi:10.1038/nature07719)

　　石墨烯新颖的电子性质在于它可以维持巨大的电流。石墨烯中的 π 键使石墨烯具有电子传导性，并使石墨烯层之间产生较弱的相互作用。石墨烯中的载流子可用狄拉克方程而不用薛定谔方程来描述。由于蜂窝晶体中有两个等价的碳亚晶格，锥状的价带和导带相交于费米能级处布里渊区的 K 和 K0 点。这些无质量的狄拉克费米子显示出许多优越的特性。石墨烯是零带隙的二维半导体材料，它清晰地显示出双极电场效应、准粒子，和较长的平均自由程（微米量级的）。

　　此外，二维中狄拉克能量色散意味着石墨烯是一种零带隙的半导体材料，当接近费米能级处时其态密度成线性消失。石墨烯传导时其电子或空穴浓度高达 10E13cm-2。它显示出杰出的载流子迁移率约为 200,000cm2╱V.s。如此高的迁移率是因为完美的石墨烯蜂窝状晶格使电子能够十分顺利地通过，能够控制其带隙。就像半导体一样，人们可以控制和调节电子运动以产生预期的结果。....