“碳”的21世纪——石墨
摘要：石墨是重要的战略矿物，具有金属和非金属两种特性，各国主要应用领域有：耐火材料、冶金铸造、化学工业、电气电子工业、原子能、宇航和国防工业、机械工业。天然石墨将是未来的稀土，它会伴随着科技的发展，应用于各个领域，与我们的生活息息相关。尤其是2010年石墨烯的发现具有划时代的意义，它的发展与应用必将掀起又一次的工业革命。
关键词：碳；石墨；石墨烯
1. 绪论
20世纪50年，大规模工业生产高品质单晶硅对于计算机通讯系统、传感器、医疗设备、光伏器件、卫星、宇宙飞船等都有重大影响，美国的贝尔实验室、德州仪器公司、欧洲的菲利普、西门子和瓦克等全球大公司抓住了机遇成为初期的硅生产厂家。
1970年前后，多晶硅被用于各种类型器件的制作中，如雨硅技术中所使用的其他材料的兼容性、超过1000度的温度稳定性、易于掺杂和氧化以及能够产生等角台阶覆盖；1970年～1976年，采用冷壁大气压反应炉进行多晶硅沉积，硅栅PMOS和NMOS集成电路成为20世纪70年代早期半导体市场的主角；1976年，低压化学气相沉积工艺被用于沉积多晶硅薄膜，从那时起lpcvd系统一直是用于集成电路多晶硅沉积的主要手段。
随着光伏产业的发展，由铸锭多晶硅生产的太阳电池被认为是成本低、生产效率高而且转换效率损失不太大的唯一现存工艺。铸锭技术必须用便宜的原材料，因为在切片过程中将损失60%原材料。由于上述原因，光伏产业一直在使用微电子工业的不合格材料，目前光伏市场的增长比微电子市场快，原材料的成本翻了3倍，其结果是硅原材料称为最严重的问题。随着半导体和光伏产业的迅速发展，在21世纪，我们找到了更好的硅替代品””石墨。
2. '碳“的发展
作为碳元素最常见的矿物””石墨，与我们的生活中息息相关，普通人最常见的是铅笔、干电池碳棒等。但石墨在军工、耐火材料、冶金工业、化学工业等方面都具有重要的用途。
2010年10月9日，瑞典皇家科学院将2010年诺贝尔物理学奖授予物理学家安德烈”海姆和康斯坦丁”诺沃肖洛夫，以表彰这对师生在石墨烯材料方面的卓越研究。两位学者制备出了石墨烯材料，并发现它所具有的非凡属性，向世界展示了量子物理学的奇妙。石墨烯这种材料仅有一个碳原子厚，是目前已知的最薄的材料。石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能，可望在高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域获得广泛应用。由于其独特的二维结构和优异的...
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