這種性質使石墨烯成為了一種罕見的可用于研究相對論量子力學的凝聚態物質——因為無質量的粒子必須以光速運動,從而必須用相對論量子力學來描述,這為理論物理學家們提供了一個嶄新的研究方向:一些原來需要在巨型粒子加速器中進行的試驗,可以在小型實驗室內用石墨烯進行。[40]零能隙的半導體主要是單層石墨烯,這種電子結構會嚴重影響到氣體分子在其表面上的作用。單層石墨烯較體相石墨表面反應活性增強的功能是由石墨烯的氫化反應和氧化反應結果顯示出來的,說明石墨烯的電子結構可以調變其表面的活性。另外,石墨烯的電子結構可以通過氣體分子吸附的誘導而發生相應的變化,其不但對載流子的濃度進行改變,同時可以摻雜不同的石墨烯。[41]傳感器石墨烯可以做成化學傳感器,這個過程主要是通過石墨烯的表紅外光束激發等離子體石墨烯傳感器示意圖面吸附性能來完成的,根據部分學者的研究可知,石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。[42]石墨烯獨特的二維結構使它對周圍的環境非常敏感。[43]石墨烯是電化學生物傳感器的理想材料,石墨烯制成的傳感器在醫學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。[6]晶體管石墨烯可以用來制作晶體管。石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數量子霍爾效應可以通過電場作用改變化學勢而被觀察到。貴州氧化石墨烯粉體現貨
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