単層グラフェンそのユニークな2次元のハニカム格子構造と電子バンドの特性により、「材料の王」として知られています。以下は、その導電率と熱伝導率の詳細な分析です。
導電率
超高伝導性：
1.単一層グラフェンの導電率は、銅（〜5.9×10⁷S/m）の導電率（室温）に達することがありますが、その非常に薄い厚さ（0.34 nm）のため、実際の用途ではシート耐性を考慮する必要があります。
2.表面抵抗は〜30Ω/sq（ドーピングなし）の低く、化学ドーピング（硝酸など）によりさらに〜10Ω/sqにさらに減らすことができます。
キャリア特性：
1.Zero BandGap Semiconductor：Valence Band and Conventuction BandがDirac Pointで接触し、線形分散関係を形成します（E-K関係は「Diracコーン」として知られる円錐形です）。
2.電荷キャリアは、非常に高い可動性（室温で〜20000cm²/（v・s））を備えた大量のディラックフェルミオンであり、シリコン（〜1400cm²/（v・s））をはるかに超えています。
3.電子の平均自由経路は、マイクロメートルレベルに達することができます（欠陥がほとんどない場合）、弾道輸送はマイクロスケールで重要です。
影響要因：
1.正当性、不純物（酸素官能基など）、または基質相互作用は、移動速度を低下させる可能性があります。
2.温度が上昇すると、フォノン散乱が増加し、導電率がわずかに低下します。
熱伝導率
超高熱伝導率：
1.室温での熱伝導率は、銅の10倍以上（〜400 W/（M・k））の10倍以上です。
2.平面では熱伝導率が支配的ですが、平面外の熱伝導率は非常に弱い（〜10 w/（m・k））。
熱伝達メカニズム：
1.ポノン（格子振動）、特に長い波のフォノンが完全な格子でほとんど散乱することはほとんどないことによって行われます。
2.光学的導電率の寄与は少なくなりますが、高周波フォノンは高温で散乱を強化します（> 300 K）。
影響要因：
1.基質相互作用（SIO₂基質などは、熱伝導率を〜600 W/（M・K）に低下させる可能性があります）または欠陥（空室、エッジ散乱）は熱伝導率を大幅に低下させます。
2.温度依存性：低温では、温度の上昇とともに熱伝導率が増加し（フォノンフォノン散乱は弱い）、ピークが〜100 kで現れてから減少します。
| パフォーマンス |
単層グラフェン |
銅 |
シリコン |
|
導電率（S/M） |
10〜 |
5.9×10⁷ |
10⁻³–10³ |
| 熱伝導率（w/（m・k）） |
4000〜5000 |
400 |
150 |
1.導管アプリケーション：柔軟な電極、高周波トランジスタ（Terahertzデバイス）、透明な導電性フィルム（ITOの交換）。
2.熱伝導用途：熱界面材料、熱散逸コーティング（5Gチップ熱散逸など）。
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