石墨烯边界按照实验报道,存在Z折尺形和A椅形边界,这与我前面博文提到的石墨烯的稳定依赖于其边界化学键,是符合的,实际我前面提及的石墨烯边界,也是包括褶皱和点缺陷形式的,实际只要有不一致化学键存在处都可认为是一个新量子力学边界,因为此处都存在我讲的量子力学效应。实际这两种类型边界,其化学键键能不一样,导致其通过量子力学效应而对内部碳碳键的色散影响范围不一致而已。这导致了石墨烯边界或者褶皱边界的外形多样性和随机性,石墨烯电镜观察到的褶皱边界是这两种构型量子力学效应影响达到微妙平衡的效果。这会导致狭长型石墨烯存在,其长度方向可以较长,但是宽度却会受限,此时也可达到稳定。但是此时的稳定性与方形或圆形的石墨烯的稳定性还是不同的。这可以打个比方,石墨烯表面是一片波浪起伏的平面,只要波浪被限制在一定波幅范围,就可以保证这一平面不破裂或者褶皱。狭长的中心位置其碳原子波浪波动起伏会大一些,而面积小的石墨烯内部碳原子波浪起伏会小些。其次,我在前面博文中还提到,边界效应的影响因为是量子效应,所以存在叠加和抵消两种共同作用的效果,如果是狭长的石墨烯,其边界是不同Z折尺形和A椅形的构型构成的才会形成,而理想圆形的石墨烯,才会有可能是单一构型的边界,这种可能性会存在,但很小。
至于不同边界处性质不一样,很多解释似乎归于多种原因和神秘化,但是其实应当是此处石墨烯内部所有电子云在动态平衡后,Z型边界碳化学键的电子云是偏移边界外的,而此处化学键本身电子轨道又是饱和的,它对外界其他物质来说具有贡献电子性,显示金属性;而A型边界电子云更趋于稳定和边界内,因此显示半导性。请注意上述讨论都是相对的。实际性质的表现强弱与具体边界类型的化学键强度相对大小和具体位置相关。
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