石墨烯和锗

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

石墨烯和锗之间的区别

石墨烯 vs. 锗

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2杂化轨道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。石墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因「在二维石墨烯材料的開創性實驗」為由，共同獲得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的纳米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導熱系數高達5300 W/m·K，高於碳纳米管和金刚石，常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或矽晶體（monocrystalline silicon）高，而電阻率只約10-6 Ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料 。因為它的電阻率極低，電子的移动速度極快，因此被期待可用來發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或電晶體。由於石墨烯實質上是一種透明、良好的導體，也適合用來製造透明觸控螢幕、光板、甚至是太陽能電池。 石墨烯另一個特性，是能夠在常溫下觀察到量子霍爾效應。. 锗（Germanium，舊譯作鈤）是一种化学元素，它的化学符号是「Ge」，原子序数是32。它是一種灰白色类金属，有光澤，質硬，屬於碳族，化學性質與同族的錫與硅相近。在自然中，鍺共有5種同位素，原子質量數在70至76之間。它能形成許多不同的有機金屬化合物，例如四乙基鍺及異丁基鍺烷等。 即使地球表面上鍺的豐度地殼蘊含量相對较高，但由於礦石中很少含有高濃度的鍺，所以它在化學史上發現得比較晚。門捷列夫在1869年根據元素周期表的位置，預測到鍺的存在與其各項屬性，並把它稱作擬硅。克莱门斯·温克勒於1886年在一種叫硫銀鍺礦的稀有礦物中，除了找到硫和銀之外，還發現了一種新元素。儘管這種新元素的外觀跟砷和銻有點像，但是新元素在化合物中的化合比符合門捷列夫對硅下元素的預測。温克勒以他的國家——德國的拉丁語名來為這種元素命名。 鍺是一種重要的半導體材料，用於製造晶體管及各種電子裝置。主要的終端應用為光纖系統與紅外線光學（infrared optics），也用於聚合反應的催化劑，制造電子器件與太陽能電力等。現在，開採鍺用的主要礦石是閃鋅礦（鋅的主要礦石），也可以在銀、鉛和銅礦中，用商業方式提取鍺。一些鍺化合物，如四氯化鍺（GeCl4）和甲鍺烷，会刺激眼睛、皮膚、肺部與喉嚨。.

半导体

半导体（Semiconductor）是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时，电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大（通常大于9电子伏特），电子很难跳跃至导电带，所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发，或是改变其能隙之间距，此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似，即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中，原子核外由于电子缺失形成的“空穴”，在电场作用下，空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流（一般称为正电流）。 材料中载流子（carrier）的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”（IIIA、VA族元素）来控制。如果我們在純矽中摻雜（doping）少許的砷或磷（最外層有5個電子），就會多出1個自由電子，這樣就形成N型半導體；如果我們在純矽中摻入少許的硼（最外層有3個電子），就反而少了1個電子，而形成一個電洞（hole），這樣就形成P型半導體（少了1個帶負電荷的原子，可視為多了1個正電荷）。.

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同素异形体

同素异形体，是指由同一种化学元素构成，而结构形态却不相同的單质。同素异形体由于结构不同，物理性質与化學性質上也有差異。同素异形体这一术语针对的是单质，而非化合物，更一般的术语是同质异形体，用于晶体材料。 例如磷的兩種同素異形體，紅磷和白磷，它們的燃点分別是攝氏和，充分燃燒之後的產物都是五氧化二磷；白磷（P4）有劇毒，可溶於二硫化碳，紅磷（Pn）無毒，卻不溶於二硫化碳。同素異形體之間在一定條件下可以相互轉化，這種轉化是一種化學變化。 生活中常见的有，碳的同素异形体石墨、金刚石（即钻石）、无定形碳等，磷的同素异形体白磷和红磷，氧元素的同素异形体氧气和臭氧。.

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微米

微米（Micrometer、㎛）是长度单位，符号µm。1微米相当于1米的一百萬分之一（10-6，此即為「微」的字義）。此外，在ISO 2955的国际标准中，“u”已经被接纳为一个代替“μ”来代表10-6的国际单位制符号。微米是红外线波长、细胞大小、细菌大小等的数量级。.

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硫酸

硫酸（化学分子式為）是一种具有高腐蚀性的强矿物酸，一般為透明至微黄色，在任何浓度下都能与水混溶并且放热。有时，在工业製造过程中，硫酸也可能被染成暗褐色以提高人们对它的警惕性。 作為二元酸的硫酸在不同浓度下有不同的特性，而其对不同物质，如金属、生物组织、甚至岩石等的腐蚀性，都归根于它的强酸性，以及它在高浓度下的强烈脱水性(化学性质)、吸水性(物理性质)与氧化性。硫酸能对皮肉造成极大的伤害，因为它除了会透过酸性水解反应分解蛋白质及脂肪造成化学烧伤外，还会与碳水化合物发生脱水反应并造成二级火焰性灼伤；若不慎入眼，更会破坏视网膜造成永久失明。故在使用时，应做足安全措施。另外，硫酸的吸水性可以用来干燥非碱性气体 。 正因為硫酸有不同的特性，它也有不同的应用，如家用强酸通渠剂、铅酸蓄电池的电解质、肥料、炼油厂材料及化学合成剂等。 硫酸被广泛生產，最常用的工业方法為接触法。.

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硅

硅（Silicon，台湾、香港及澳門称為--，舊訛稱為釸，中國大陸稱為--）是一种类金属元素，化学符号為Si，原子序數為14，属于元素周期表上的IVA族。 硅原子有4个外圍电子，与同族的碳相比，硅的化学性质相對稳定，活性較低。硅是极为常见的一种元素，然而它极少以單質的形式存在於自然界，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅等化合物形式广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。在宇宙储量排名中，矽位於第八名。在地壳中，它是第二丰富的元素，佔地壳总质量25.7%，仅次于第一位的氧（49.4%）。.

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红外线

红外线（Infrared，简称IR）是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，其波長在760奈米（nm）至1毫米（mm）之間，是波長比紅光長的非可見光，對應頻率約是在430 THz到300 GHz的範圍內。室溫下物體所發出的熱輻射多都在此波段。 红外线是在1800年由天文學家威廉·赫歇爾發現，他發現有一種頻率低于紅色光的輻射，雖然用肉眼看不見，但仍能使被照射物體表面的溫度上昇。太陽的能量中約有超過一半的能量是以红外线的方式進入地球，地球吸收及發射紅外線輻射的平衡對其氣候有關鍵性的影響。 當分子改變其旋轉或振動的運動方式時，就會吸收或發射紅外線。由紅外線的能量可以找出分子的振動模態及其偶極矩的變化，因此在研究分子對稱性及其能態時，紅外線是理想的頻率範圍。紅外線光譜學研究在紅外線範圍內的光子吸收及發射。 红外线可用在軍事、工業、科學及醫學的應用中。紅外線夜視裝置利用即時的近紅外線影像，可以在不被查覺的情形下在夜間觀察人或是動物。紅外線天文學利用有感測器的望遠鏡穿透太空的星塵（例如分子雲），檢測像是行星等星體，以及檢測早期宇宙留下的紅移星體。紅外線熱顯像相機可以檢測隔絕系統的熱損失，觀查皮膚中血液流動的變化，以及電子設備的過熱。红外线穿透云雾的能力比可见光强，像紅外線導引常用在飛彈的導航、熱成像儀及夜視鏡可以用在不同的應用上、红外天文学及遠紅外線天文學可在天文學中應用红外线的技術。.

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电子

电子（electron）是一种带有负电的次原子粒子，通常标记为 e^- \,\!。電子屬於轻子类，以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一，无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋，是一种费米子。因此，根據泡利不相容原理，任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正电子（又称正子），其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同，但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅，在這過程中，生成一對以上的光子。 由电子與中子、质子所组成的原子，是物质的基本单位。相对于中子和质子所組成的原子核，电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时，原子会带电；称該帶電原子为离子。当原子得到额外的电子时，它带有负电，叫阴离子，失去电子时，它带有正电，叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量，导致正负电量不平衡时，称该物体带静电。当正负电量平衡时，称物体的电性为电中性。靜電在日常生活中有很多用途，例如，靜電油漆系統能夠將或聚氨酯漆，均勻地噴灑於物品表面。 電子與質子之間的吸引性庫侖力，使得電子被束縛於原子，稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子，會交換或分享它們的束縛電子，這是化學鍵的主要成因。当电子脱离原子核的束缚，能够自由移动时，則改稱此電子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在許多物理現象裏，像電傳導、磁性或熱傳導，電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場，也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。 根據大爆炸理論，宇宙現存的電子大部份都是生成於大爆炸事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如，當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面，許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅，或者，會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。 在實驗室裏，精密的尖端儀器，像四極離子阱，可以長時間局限電子，以供觀察和測量。大型托卡馬克設施，像国际热核聚变实验反应堆，藉著局限電子和離子電漿，來實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。 電子被广泛應用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等领域。.

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銀

银（silver）是一种化学元素，化学符号Ag（来自argentum），原子序数47。银是一种柔软有白色光泽的过渡金属，在所有金属中导电率、导热率和反射率最高。銀在自然界中的存在方式有纯净的游离态单质（自然银），与金等其他金属的合金，还有含银矿石（如辉银矿和角银矿）。大部分银都是精炼铜、金、铅和锌的副产品。 银不易受化學藥品腐蝕，长久以来被视为贵金属。银比金来源更丰富，在现代以前的货币体系中作为硬币使用，有时甚至和金一道使用。除了货币之外，银的用途还有太阳能电池板、净水器、珠宝和装饰品、高价餐具和器皿（银器），银币和还可用于投资。银在工业上用于和导体、特制镜子、窗膜和化学反应的催化剂。银的化合物用于胶片和X光。稀硝酸银溶液等银化合物会产生，可以消毒和消灭微生物，用于绷带、伤口敷料、导管等医疗器械。.

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钻石

鑽石（古希腊文：ἀδάμας；法文、德文：Diamant；英文：Diamond），化学和工业中称为金剛石。鑽石是碳元素组成的無色晶体，為目前已知的自然存在的最硬物質。.

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铜

铜（copper）是化学元素，化学符号Cu（来自cuprum），原子序数29。纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色帶金屬光澤、延展性好、导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，以及組成众多種合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的是青铜和黄铜。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。 人类使用铜及其合金已有数千年历史。古罗马时期铜的主要开采地是塞浦路斯，因此最初得名cyprium（意为塞浦路斯的金属），后来变为cuprum，这是copper、cuivre和Kupfer的来源。二价铜盐是常见的铜化合物，常呈蓝色或绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿（碱式碳酸铜）。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料。 铜是所有生物所必需的微量膳食矿物质，因为它是呼吸酶复合体细胞色素c氧化酶的关键组分。软体动物和甲壳亚门动物的血液色素血蓝蛋白中含有铜。鱼类和其他哺乳动物的血液中则是含铁的复合物血红蛋白。铜在人体中主要分布于肝脏、肌肉和骨骼中。铜的化合物可用作、杀真菌剂和木材防腐剂。.

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英国

大不列颠及北爱尔兰联合王国（United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland），简称联合王国（United Kingdom，缩写作 UK）或不列颠（Britain），中文通称英国（中文世界早期亦称英联王国），是本土位於西歐並具有海外領地的主權國家，英國為世界七大國之一，位于欧洲大陆西北面，由大不列颠岛、爱尔兰岛东北部分及一系列较小岛屿共同组成。英国和另一国家唯一的陆上国境线位于北爱尔兰，和爱尔兰共和国相邻。英国由大西洋所环绕，东为北海，南为英吉利海峡，西南偏南为凯尔特海，同爱尔兰隔爱尔兰海相望。该国总面积达，为世界面积第80大的主权国家及欧洲面积第11大的主权国家，人口6510万，为全球第21名及歐洲第3名。 英国为君主立宪国家，采用议会制进行管辖。其首都伦敦为全球城市A++级别和国际金融中心，大都会区人口达1380万，为欧洲第三大和欧盟第一大。现在位英国君主为女王伊丽莎白二世，1952年2月6日即位。英国由四个构成国组成，分别为英格兰、苏格兰、威尔士和北爱尔兰，其中后三者在权力下放体系之下各自拥有一定的权力。三地首府分别为爱丁堡、加的夫和贝尔法斯特。附近的马恩岛、根西行政区及泽西行政区并非联合王国的一部分，而为王冠属地，英国政府负责其国防及外交事务。 英国的构成国之间的关系在历史上经历了一系列的发展。英格兰王国通过1535年和1542年的《联合法令》将威尔士纳入其领土范围。1707年的条约使英格兰和苏格兰王国联合成为大不列颠王国，而1801年后者则进一步同爱尔兰王国联合成为大不列颠及爱尔兰联合王国。1922年，爱尔兰的六分之五脱离联邦，由此便有了今日的大不列颠及北爱尔兰联合王国。大不列颠及北爱尔兰联合王国亦有14块海外领地，为往日帝国的遗留部分。大英帝国在1921年达到其巅峰，拥有全球22%的领土，是有史以来面积最大的帝国。英国在语言、文化和法律体系上对其前殖民地保留了一定的影响力，因而吸引許多以前英聯邦的移民前來居住。 英国为发达国家，以名义GDP为量度为世界第五大经济体，以购买力平价为量度为世界第九大经济体。英国同时还是世界首个工业化国家，在1815年-1914年为世界第一强国，现今仍是強國之一，在全球范围内的经济、文化、军事、科技和政治上有显著影响力。英国为国际公认的有核国家，其军事开支位列全球第五 (IISS)。自1946年以来，英国即为联合国安全理事会常任理事国，而自1973年以来即为欧洲联盟（EU）及其前身欧洲经济共同体（EEC）的成员国，同时还为英联邦、欧洲委员会、七国财长峰会、七国集团、二十国集团、北大西洋公约组织、经济合作与发展组织和世界贸易组织成员国。2016年英國脫離歐盟公投中，英国民众决定脱离欧盟，但因間接影響全球經濟，所以並未得到多數國家支持。.

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集成电路

集成电路（integrated circuit，縮寫：IC；integrierter Schaltkreis）、或称微电路（microcircuit）、微芯片（microchip）、晶--片/芯--片（chip）在电子学中是一种把电路（主要包括半導體裝置，也包括被动元件等）小型化的方式，並時常制造在半导体晶圓表面上。 前述將電路製造在半导体晶片表面上的積體電路又稱薄膜（thin-film）積體電路。另有一種（thick-film）（hybrid integrated circuit）是由独立半导体设备和被动元件，集成到基板或线路板所构成的小型化电路。 本文是关于单片（monolithic）集成电路，即薄膜積體電路。 從1949年到1957年，維爾納·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默 (Jeffrey Dummer)、西德尼·達林頓(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都開發了原型，但現代積體電路是由傑克·基爾比在1958年發明的。其因此榮獲2000年諾貝爾物理獎，但同時間也發展出近代實用的積體電路的罗伯特·诺伊斯，卻早於1990年就過世。.

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