本书是《石墨烯手册》的第3卷聚焦类石墨烯的二维材料，主要章节包括石墨烯/MoS2双层异质结构中的邻近感应拓扑转变和应变感应电荷转移；二维石墨烯超晶格；多孔缺陷石墨烯材料的磁性和光学性能；石墨炔：层状结构的先进碳材料；石墨烯及其结构衍生物的纳米电子应用；扭转双层石墨烯的低能物理、电子和光学性能；带电库仑杂质对石墨烯磁点和环低能光谱的影响；生物电子学中的石墨烯；石墨烯超材料电子光学的激发过程和电光调制；从一维卡拜到石墨烯外的二维sp-sp2杂化纳米结构；石墨烯之外的二维材料能带结构修饰；化学改变二维材料的生产和应用；用于产生被动锁模脉冲的黑磷饱和吸收体；用狄拉克-外尔（Dirac-Weyl）材料在简单的小实验中探索基础物理。

第1章  石墨烯/MoS2双层异质结构中的邻近诱导拓扑转变和应变诱导电荷转移
 

1.1  引言
 

1.2  密度泛函理论计算结果
   

1.2.1  对石墨烯/MoS2异质结构的理解
   

1.2.2  电子能带结构的轨道和自旋构型
   

1.2.3  应变效应和电荷转移
 

1.3  哈密顿算子模型和拓扑相变
   

1.3.1  基本理论模型
   

1.3.2  狄拉克锥和栅极电压效应
   

1.3.3  自旋状态
   

1.3.4  有效哈密顿算子
 

1.4  贝里曲率和陈数
 

1.5  结论
 

1.6  未来发展方向
 

附录  计算说明
 

参考文献 

第2章  二维石墨烯超晶格
 

2.1  引言
 

2.2  基于石墨烯的超晶格带隙调制
   

2.2.1  现有观点
   

2.2.2  超晶格的模型说明
   

2.2.3  栽流子的色散关系
   

2.2.4  超晶格中的等离激元
   

2.2.5  超晶格中的磁化等离激元
 

2.3  交变费米速度的无间隙石墨烯超晶格
   

2.3.1  引言
   

2.3.2  模型
   

2.3.3  电荷载流子的色散关系
   

2.3.4  电流-电压特性的定性分析
   

2.3.5  等离激元
 

2.4  多型体超晶格
   

2.4.1  模型
   

2.4.2  传递矩阵法
   

2.4.3  电荷载流子色散关系
   

2.4.4  数值计算
 

2.5  小结
 

参考文献 

第3章  多孔缺陷石墨烯材料的磁性和光学性能
 

3.1  引言
 

3.2  多孔石墨烯的电子态
 

3.3  扩展多孔石墨烯
 

3.4  氧化或还原态的磁性
 

3.5  负弯曲石墨烯材料
 

3.6  庚心环烯光学活性
 

3.7  小结
 

参考文献 

第4章  石墨炔：具有层状结构的先进碳材料
 

4.1  引言
 

4.2  石墨炔化合物分类系统
 

4.3  模型计算技术
 

4.4  用半经验量子力学方法计算L6-石墨炔层
 

4.5  用密度泛函理论方法计算L6-石墨炔层
 

4.6  用密度泛函理论方法计算L4-8石墨炔层
 

4.7  结果与讨论
 

4.8  小结
 

参考文献 

第5章  石墨炔及其结构衍生物的纳米电子应用
 

5.1  引言
 

5.2  计算说明
 

…… 

碳，作为有机生命体的骨架元素，见证了人类的历史发展；碳材料和其应用形式的更替，也通常标志着人类进入了新的历史进程。石墨烯这种单原子层二维材料作为碳材料家族最为年轻的成员，自2004年被首次制备以来，一直受到各个领域的广泛关注，成为科研领域的“明星材料”，也被部分研究者认为是有望引发新一轮材料革命的“未来之钥”。经过近20年的发展，人们对石墨烯的基础理论和在诸多领域中的功能应用方面的研究，已经取得了长足进展，相关论文和专利数量已经逐渐走出了爆发式的增长期，开始从对“量”的积累转变为对“质”的追求。回顾这一发展过程会发现，从石墨烯的拓扑结构，到量子反常霍尔效应，再到魔角石墨烯的提出，人们对石墨烯基础理论的研究可以说是深入且扎实的。但对于石墨烯的部分应用研究而言，无论在研究中获得了多么惊人的性能，似乎都难以真正离开实验室而成为实际产品进入市场。这一方面是由于石墨烯批量化制备技术的精度和成本尚未达到某些应用领域的要求；另一方面，尽管石墨烯确实具有优异甚至惊人的理论性能，但受实际条件所限，这些优异的性能在某些领域可能注定难以大放异彩。

我们必须承认的是，石墨烯的概念在一定程度上被滥用了。在过去数年时间内，市面上出现了无数以石墨烯为噱头的商品，石墨烯似乎成了“万能”添加剂，任何商品都可以在掺上石墨烯后身价倍增，却又因为不够成熟的技术而达不到宣传的效果。消费者面对石墨烯产品，从最初的好奇转变为一次又一次的失望，这无疑为石墨烯应用产品的发展带来了负面影响。在科研上也出现了类似的情况，石墨烯几乎曾是所有应用领域的热门材料，产出了无数研究成果和水平或高或低的论文。无论对初涉石墨烯领域的科研工作者，还是对扩展新应用领域的科研工作者而言，这些成果和论文都既是宝藏也是陷阱。

如何分辨这些陷阱和宝藏？石墨烯究竟在哪些领域能够为科技发展带来新的突破？石墨烯如何解决这些领域的痛点以及这些领域的前沿已经发展到了何种地步？针对这些问题，以及目前国内系统全面的石墨烯理论和应用研究相关著作较为缺乏的状况，北京石墨烯技术研究院启动了《石墨烯手册》的翻译工作，旨在为国内广大石墨烯相关领域的工作者扩展思路、指明方向，以期抛砖引玉之效。

《石墨烯手册》根据Wiley出版的Handbook of Graphene翻译而成，共8卷，分别由来自世界各国的石墨烯及相关应用领域的专家撰写，对石墨烯基础理论和在各个领域的应用研究成果进行了全方位的综述，是近年来国际石墨烯前沿研究的集大成之作。《石墨烯手册》按照卷章，依次从石墨烯的生长、合成和功能化；石墨烯的物理、化学和生物学特性研究；石墨烯及相关二维材料的修饰改性和表征手段；石墨烯复合材料的制备及应用；石墨烯在能源、健康、环境、传感器、生物相容材料等领域的应用；石墨烯的规模化制备和表征，以及与石墨烯相关的二维材料的创新和商品化展开每一卷的讨论。与国内其他讨论石墨烯基础理论和应用的图书相比，更加详细全面且具有新意。

《石墨烯手册》的翻译工作历时近一年半，在手册的翻译和出版过程中，得到国防工业出版社编辑的悉心指导和帮助，在此向他们表示感谢！

《石墨烯手册》获得中央军委装备发展部装备科技译著出版基金资助，并入选“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划项目。

由于手册内容涉及的领域繁多，译者的水平有限，书中难免有不妥之处，恳请各位读者批评指正！