科学家发现，石墨烯还是目前已知导电性能最出色的材料。石墨烯的这种特性尤其适合于高频电路。高频电路是现代电子工业的领头羊，一些电子设备，例如手机，由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中，它们被要求使用越来越高的频率，然而手机的工作频率越高，热量也越高，于是，高频的提升便受到很大的限制。由于石墨烯的出现，高频提升的发展前景似乎变得无限广阔了。 这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品，能用来生产未来的超级计算机。

    石墨烯还可以以光子传感器的面貌出现在更大的市场上，这种传感器是用于检测光纤中携带的信息的[16]，现在，这个角色还在由硅担当，但硅的时代似乎就要结束。去年10月，IBM的一个研究小组首次披露了他们研制的石墨烯光电探测器，接下来人们要期待的就是基于石墨烯的太阳能电池和液晶显示屏了。因为石墨烯是透明的，用它制造的电板比其他材料具有更优良的透光性。 

1.2.2  六方结构氮化硼简介

六方氮化硼，BN,与石墨是等电子体。它具有白色石墨之称，具有类似石墨的层状结构，有良好的润滑性，电绝缘性导热性和耐化学腐蚀性，具有中子吸收能力。化学性质稳定对所有熔融金属化学呈惰性，成型制品便于机械加工，有很高的耐湿性。在氮气压力下熔点为3000℃，在大气压下与2500℃升华[19]。其理论密度为2.29克/立方厘米。莫氏硬度2，抗氧温度900℃，耐高温2000℃，在氮和氩中使用熔点为3000℃。氮化硼是化学惰性的材料，在氩气气氛下直至2700℃仍是稳定的。

六方层状氮化硼属于六方晶系，其B-N键是sp2杂化键合的[19]。如图，h-BN和石墨烯的结构和晶胞参数比较相似，因此被称为“白石墨”。六方氮化硼属于六角晶系，其结构与石墨的层状结构相似，其层内部是由硼原子和氮原子交替排列组成无限延伸的六角网格，层间按ABAB……的方式排列。原子层由氮和硼形成的六边形环构成，原子层内sp2共价键的B-N键长为0.1420nm，原子层间由弱的范德华力结合，晶格常数a为0.2504nm,键长c为0.668nm。由于沿c轴方向键合力小，原子间距较大，层与层之间易于滑动，因此六方氮化硼是良好的固体润滑剂[18]。

由于单层氮化硼薄膜在可见光范围内没有吸收，用光学显微镜寻找单原子层氮化硼薄膜几乎无法实现。英国曼彻斯特大学安德烈.盖姆课题组通过探测硅片上光程的改变，利用光学显微镜观测到单原子层的氮化硼薄膜[20]。此外，他们还利用拉曼光谱技术进一步证明单层和双层氮化硼薄膜的存在，并测量不同氮化硼薄膜中的原子层数。

图2.1 六方氮化硼原子结构示意图

六方氮化硼具有许多优异的物理和化学特性。

高耐热性、高导热性、抗氧化、热膨胀系数低，摩擦系数低，可加工性能好，具有良好的透波性等。六方氮化硼在一个大气压的氮气环境下的升华温度可达3000度；而其在常规热压惰性气体存在条件下，可使用温度也可达到2800度；即使是在氧气等气体条件下，可使用的温度也能达到900度左右。另外，h-BN也是陶瓷研究领域中最好的导热材料之一。

化学稳定性高：h-BN具有非常好的抗腐蚀性能，与一般的无机酸类、碱类及氧化剂均不发生任何反应，对所有熔融的金属也呈现化学惰性状态。

由于六方氮化硼所具备其它材料所没有的特殊性质，因此可作为场发射材料具有很大的发展潜力。另外在氮化硼材料的表面也观察到了负电子亲和势，其六方晶体结构在场发射条件下所表现出的超强热稳定性和化学稳定性均优于碳纳米材料，由此可预见此材料在场发射方面的应用潜力。论文网