グラファンは 、 (CH) n という式 で表される炭素 と水素 の二次元ポリマーで、 n は大きい値です。[ 1 ] 部分 TEM 研究により「新しいグラフェンベースの誘導体の直接的な証拠」であると報告しました。著者らは、この状況を「設計された電子特性やその他の特性を持つ新しい二次元結晶の全範囲」と見ています。バンドギャップは 0 ～ 0.8 eV の範囲です。[ 2 ]
合成 その調製法は2009年に報告された。[ 2 ] 熱分解グラファイト の電解水素化によって形成することができる。最後のケースでは、水素化された最上層の機械的剥離を用いることができる。[ 3 ]
構造 グラファンの最初の理論的記述は2003年に報告された。[ 4 ] [ 4 ] ベンゼン 、シクロヘキサン 、ポリエチレン などの炭素と水素を含む他の化合物よりも安定であることを発見した。[ 1 ]
グラファンのボート型および椅子型コンフォーマー グラファンは実質的にシクロヘキサン単位から構成されており、シクロヘキサンと同様に、最も安定な構造配座は平面ではなく、環ひずみを最小限に抑え、sp 3 結合原子の理想的な四面体結合角 109.5° を可能にするために、椅子型および舟型配座を含む面外構造です。しかし、シクロヘキサンとは対照的に、グラファンはこれらの異なる配座間で相互変換できません。これは、それらがトポロジー的に異なるだけでなく、異なる配置を持つ異なる構造異性体でもあるためです。椅子型配座では、水素原子が炭素から隣接する炭素まで平面の上または下に交互に配置され、舟型配座では、水素原子が平面の上と下にペアで交互に配置されます。ねじれ舟型およびねじれ舟型椅子型など、他の配座異性体も存在します。シクロヘキサンと同様に、グラファンの最も安定な配座は椅子型であり、次にねじれ舟型構造が続きます。[ 5 ] [ 6 ] [ 6 ] [ 7 ] 。これは、グラファンの sp 3 結合が 1.52 Å のより長い CC 結合を生じさせるのに対し、グラフェンの sp 2 結合は 1.42 Å のより短い CC 結合を生じさせるためである。[ 7 ] [ 6 ] [ 6 ] [ 8 ]
グラファンは絶縁体です。水素によるグラフェンの化学的官能基化は、グラフェンにバンドギャップを開くのに適した方法かもしれません。[ 1 ] 90 Kを超える高温 BCS 理論 超伝導体 であると提案されています。[ 9 ]
参考文献 1 2 3 4 Sofo, Jorge O.; Chaudhari, Ajay S.; Barber, Greg D. (2007). "Graphane: A two-dimensional hydrocarbon". Physical Review B 75 (15) 153401. arXiv : cond-mat/0606704 . Bibcode : 2007PhRvB..75o3401S . doi : 10.1103/PhysRevB.75.153401 . S2CID 101537520 . 1 2 3 4 Elias, DC; Nair, RR; Mohiuddin, TMG; Morozov, SV; Blake, P.; Halsall, MP; Ferrari, AC; Boukhvalov, DW; Katsnelson, MI; Geim, AK; Novoselov, KS; et al. (2009). "可逆的水素化によるグラフェンの特性の制御: グラファンの証拠". Science . 323 (5914): 610– 3. arXiv : 0810.4706 . Bibcode : 2009Sci...323..610E . doi : 10.1126/science.1167130 . PMID 19179524 . S2CID 3536592 . 1 2 Ilyin, AM; Guseinov, NR; Tsyganov, IA; Nemkaeva, RR; et al. (2011). "電解水素化によって形成されるグラファン様構造のコンピュータシミュレーションと実験的研究". Physica E . 43 (6): 1262– 1265. Bibcode : 2011PhyE...43.1262I . doi : 10.1016/j.physe.2011.02.012 . 1 2 Sluiter, Marcel; Kawazoe, Yoshiyuki (2003). "吸着のためのクラスター展開法: グラフェン上の水素化学吸着への応用". Physical Review B . 68 (8) 085410. Bibcode : 2003PhRvB..68h5410S . doi : 10.1103/PhysRevB.68.085410 . ↑ Pumera, Martin; Wong, Colin Hong An (2013). "グラファンと水素化グラフェン" . Chemical Society Reviews . 42 (14): 5987– 5995. doi : 10.1039/c3cs60132c . ISSN 0306-0012 . PMID 23686139 . 1 2 3 4 Samarakoon, Duminda K.; Wang, Xiao-Qian (2009-12-22). "水素化グラフェンにおける椅子型およびねじれ舟型膜" . ACS Nano . 3 (12): 4017– 4022. Bibcode : 2009ACSNa...3.4017S . doi : 10.1021/nn901317d . ISSN 1936-0851 . PMID 19947580 . 1 2 周、チャオ。チェン、シハオ。ルー・ジェンジョン。ワン・ジフ。ヤン、キジエ。劉伝栄。黄、大鵬。朱、同河 (2014-01-13)。 「グラフェンのいとこ：グラフェンの現在と未来」 。 ナノスケール研究レター 。 9 (1): 26。 ビブコード : 2014NRL....9...26Z 。 土井 : 10.1186/1556-276X-9-26 。 ISSN 1556-276X 。 PMC 3896693 。 PMID 24417937 。 1 2 Feng Huang, Liang; Zeng, Zhi (2013). "機能化グラフェンにおける格子力学と無秩序誘起収縮". Journal of Applied Physics . 113 (8): 083524. Bibcode : 2013JAP...113h3524F . doi : 10.1063/1.4793790 . 1 2 Savini, G.; Ferrari, AC; Giustino, F. (2010). "高温電子フォノン超伝導体としてのドープグラファンの第一原理予測". Physical Review Letters . 105 (3) 037002. arXiv : 1002.0653 . Bibcode : 2010PhRvL.105c7002S . doi : 10.1103/PhysRevLett.105.037002 . PMID 20867792. S2CID 118466816 . ↑ Novoselov, Konstantin Novoselov (2009). "Beyond the wonder material". Physics World . 22 (8): 27–30 . Bibcode : 2009PhyW...22h..27N . doi : 10.1088/2058-7058/22/08/33 . ↑ Huang, Liang Feng; Zheng, Xiao Hong; Zhang, Guo Ren; Li, Long Long; Zeng, Zhi (2011). "グラフェンナノストライプのバンドギャップ、磁性、および動力学の理解". Journal of Physical Chemistry C . 115 (43): 21088– 21097. doi : 10.1021/jp208067y .
外部リンク 2010年9月14日 水素空孔がグラファンに安定した強磁性を誘起する2010年11月27日にWayback Machine に アーカイブ済み 2010年5月25日 グラファンが新たな可能性を秘める 2010年5月2日 ドーピングされたグラファンは90Kで超伝導を起こすはず 
