石墨烯——一種由單層碳原子組成的材料，排列在一個二維的蜂巢形狀的格子里——具有高超的光學(xué)、機(jī)械和電氣性能。在2003年被發(fā)現(xiàn)，它被發(fā)現(xiàn)具有極高的電子移動性（25萬cm2/vs），并且具有極高的導(dǎo)熱性（5000w/mK），以及其他令人滿意的特性。石墨烯非常適合電子工業(yè)，因?yàn)樗哂泻芨叩膶?dǎo)電性。但研究人員一直希望將其作為一種非傳統(tǒng)的晶體管材料，這一想法自發(fā)現(xiàn)以來一直未能得到科學(xué)界的注意。石墨烯不能用作晶體管材料的主要原因是它有一個零帶隙，使它成為導(dǎo)體而不是半導(dǎo)體。

要生產(chǎn)開關(guān)設(shè)備，就像晶體管一樣，需要一個帶隙。帶隙是半導(dǎo)體和導(dǎo)體之間的價與傳導(dǎo)帶之間的能量差。帶隙的存在使得電子從價電子到傳導(dǎo)帶的運(yùn)動，反之亦然，因此這種材料可以在諸如晶體管等設(shè)備上開關(guān)電流。在石墨烯中，價和傳導(dǎo)帶相遇，類似于典型的金屬，如圖所示:

科學(xué)家們最近通過一些嘗試已經(jīng)能夠產(chǎn)生100毫電子伏（meV）的帶寬，但這還不足以創(chuàng)造出電子設(shè)備。一個典型的半導(dǎo)體的帶隙大于0。5eV。

位于韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究所（IBS）的多維碳材料中心（CMCM）的一組研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法，將氫加入石墨烯，以改善其電子和半導(dǎo)體的行為。了解石墨烯與其他材料的化學(xué)反應(yīng)將會增加它作為未來半導(dǎo)體材料的效用。

IBS的研究人員將氫結(jié)合在一起——一種預(yù)期的反應(yīng)將會增加石墨烯的帶隙——通過使用一種已知的“鳥式反應(yīng)”的方法。“這是基于溶解在氨中的鋰，通過C-H鍵的形成將氫引入石墨烯。

IBS的研究人員發(fā)現(xiàn)，氫化反應(yīng)發(fā)生在單層石墨烯的高速率，而在多層石墨烯中緩慢地進(jìn)行。但是，關(guān)于電子屬性的變化，最重要的發(fā)現(xiàn)是光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)的重大變化?？紤]到氫化是一個簡單而簡單的過程，這對未來是一個好兆頭。

通過對單層石墨烯和幾層石墨烯的化學(xué)成分的深入了解，相信在電子、光電、光電、傳感器、復(fù)合材料和其他領(lǐng)域，許多新的化學(xué)功能化石墨烯的應(yīng)用是可能的。