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Graphen lässt sich als polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoff beschreiben.Am „Rande“ des Wabengitters müssen andere Atomgruppen angedockt sein, die aber – je nach dessen Größe – die Eigenschaften des Graphens kaum verändern.Die für Graphenuntersuchungen interessanten Schichten, welche dünner als 50 nm sind, sind optisch fast transparent.Die zusätzliche Schicht verändert die Reflexionseigenschaften des Substrates, so dass sich die durch Interferenzeffekte bedingte violette Farbe der Siliciumdioxidschicht nach Blau verändert.Im April 2014 wurde eine Methode bekannt, bei der sich mittels eines starken Mixers in einem Gemisch aus Wasser, Geschirrspülmittel und Graphitpulver große Mengen hochwertiges Graphen erzeugen lassen.Das Graphitpulver wird hierbei in etwa 100 Nanometer große und 1 Nanometer dicke Graphenflocken gespalten.Auf diese Weise konnten Graphen-Monolagen der Größe 20 µm × 40 µm erzeugt werden.

Die Bindungsverhältnisse im Graphen sind in der Graphenstruktur beschrieben.nachdem sie nicht nur für die Darstellung dieser Systeme Entscheidendes geleistet hatten, sondern auch viele ihrer ungewöhnlichen Eigenschaften entdeckt hatten.Gedanklich lässt sich durch Stapeln solcher einlagiger Schichten die dreidimensionale Struktur des Graphits Ebenfalls gedanklich kann man einige der Sechserringe durch Fünferringe ersetzen, wodurch sich die ebene Fläche zu einer Kugelfläche wölbt und sich bei bestimmten Zahlenverhältnissen Fullerene ergeben: Ersetzt man zum Beispiel 12 von 32 Ringen, entsteht das kleinste Fulleren (C Theoretisch sind auch einlagige Schichten aus anderen vierwertigen Elementen wie Silicium und Germanium möglich.In der Theorie wurden einlagige Kohlenstoffschichten, Graphene, zum ersten Mal verwendet, um den Aufbau und die elektronischen Eigenschaften komplexer aus Kohlenstoff bestehender Materialien beschreiben zu können.Unendlich ausgedehnte und überall flache strikt zweidimensionale Strukturen sind allerdings aufgrund eines rigorosen mathematischen Theorems, des Mermin-Wagner-Theorems und seiner Varianten, nicht möglich, da sie nachweislich thermodynamisch instabil sind.

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