石墨烯在通信領域有什么樣的發展

　　2010年，諾貝爾物理學被兩位英國物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖諾夫奪得，他們因制備出了石墨烯而獲此殊遇。而石墨烯的成功制備，引起了學界的巨大轟動，也引發了一場石墨烯制備、理論研究、應用開發的浪潮。

　　石墨烯（Graphene），又稱單層石墨，是一種由碳原子以sp 2混成軌域組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯是目前世界上公認的最薄也是最堅硬的納米級材料，幾乎透明，導熱系數高，高于納米碳管和金剛石，室溫下，石墨烯的電子傳遞速度比任何已知導體都快，而電阻率比銅或銀更低。由于以上突出的特性，石墨烯被認為是未來電氣電子航空航天領域的新一代突破性材料。在現代通信領域，我們通常會面臨以下難題：電子設備體積龐大，重量重，能耗高，運行速度慢，發熱量高，抗干擾能力差，這些問題都是電子工業與生俱來的難題，人們一直致力于追求更小，更輕，更快，經過幾代人的努力也取得了不小的成果，從最初的埃尼阿克到現在的IPAD，從最初的電子管到現在的單晶硅，可以說，電子工業的發展的依托之一就是材料科學。而到現在，硅系材料已經在電子產業的舞臺上手舞足蹈了好幾十年，隨著電子科學的發展以及人們需求的不斷提升，硅系材料的缺點也不斷涌現出來，電子傳導慢，發熱量大，體積大，直接制約著現代電子領域的發展。在人們為硅的缺點唏噓不已焦頭爛額的時候，石墨烯出現在了世人面前。

　　二、石墨烯在通信電子設備中的應用

　　由于石墨烯中電子的低能行為與相對論的中微子非常相似，這使得它能以極快的速度幾乎毫無阻力的通過前進道路上所遇到的障礙，因此，石墨烯晶體管傳輸速度遠超目前的硅晶體管，如果將石墨烯制備的晶體管用于通信處理設備，調制、解調設備的處理速度及性能將會得到飛躍性提升，而其極佳的低電阻和導熱性能，又能極大地能源消耗，甚至為降低設備的損耗做出巨大貢獻（電子設備的損耗很大一個原因是其長期處于高溫而造成的元件氧化）。另外，石墨烯至輕至薄的特性，將會使通信電子設備（處理設備，傳輸設備，終端）的體積成倍變小，重量成倍變輕，而性能成倍提升。特別是現在的通信衛星，如果能用石墨烯材料替代大部分材料制造內部元件及外殼，性能提升暫且不說，超輕超薄的特性將會使衛星發射成本成倍降低，到時候只需一支火箭，就能將十位數的衛星送上太空，衛星通訊將會因此得到跨越式發展。

　　由于石墨烯中電子的低能行為與相對論的中微子非常相似，這使得它能以極快的速度幾乎毫無阻力的通過前進道路上所遇到的障礙，因此，石墨烯晶體管傳輸速度遠超目前的硅晶體管，如果將石墨烯制備的晶體管用于通信處理設備，調制、解調設備的處理速度及性能將會得到飛躍性提升，而其極佳的低電阻和導熱性能，又能極大地能源消耗，甚至為降低設備的損耗做出巨大貢獻（電子設備的損耗很大一個原因是其長期處于高溫而造成的元件氧化）。另外，石墨烯至輕至薄的特性，將會使通信電子設備（處理設備，傳輸設備，終端）的體積成倍變小，重量成倍變輕，而性能成倍提升。特別是現在的通信衛星，如果能用石墨烯材料替代大部分材料制造內部元件及外殼，性能提升暫且不說，超輕超薄的特性將會使衛星發射成本成倍降低，到時候只需一支火箭，就能將十位數的衛星送上太空，衛星通訊將會因此得到跨越式發展。