序言
　　石墨烯作為一種新興的二維納米材料，其獨(dú)特的性質(zhì)和廣泛的應(yīng)用前景，使石墨烯材料的研究成為當(dāng)前國內(nèi)外最受關(guān)注的研究領(lǐng)域之一，并在制備、性能、應(yīng)用等方面已進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究。在石墨烯材料的各種性質(zhì)中，最重要的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)是與應(yīng)用聯(lián)系最緊密，而且，也是理論上最需要深入研究的性質(zhì)。但目前對石墨烯材料電學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)的理論研究著作還較少，特別是對石墨烯材料的各種性質(zhì)（包括物理、化學(xué)性質(zhì)等）中，與應(yīng)用聯(lián)系最緊密的電學(xué)和熱力學(xué)性質(zhì)的非簡諧效應(yīng)的研究更少。這些年來，在實(shí)驗(yàn)上已發(fā)現(xiàn)石墨烯材料的許多新現(xiàn)象、新規(guī)律，特別是電學(xué)和熱力學(xué)性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律以及表現(xiàn)的非簡諧效應(yīng)現(xiàn)象，但從理論上深入研究還遠(yuǎn)不夠。為了深入對石墨烯材料的研究，更好地應(yīng)用于生產(chǎn)、科技和生活等領(lǐng)域，需要一部有關(guān)石墨烯材料熱電性能研究的理論著作。
　　重慶文理學(xué)院新型儲(chǔ)能器件及應(yīng)用工程研究中心，長期以來對三維、二維和納米等各類材料的電學(xué)和熱力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律及其原子振動(dòng)的非簡諧效應(yīng)進(jìn)行了較系統(tǒng)深入的研究，提出了非簡諧理論。近幾年來，該科研團(tuán)隊(duì)緊跟世界科技發(fā)展前沿，對石墨烯材料的制備、性能等進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究，特別是對它的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的非簡諧效應(yīng)，通過實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，構(gòu)建物理模型，應(yīng)用固體物理理論，采用格林函數(shù)法等方法，對石墨烯材料熱、電和力學(xué)性能的非簡諧效應(yīng)及其變化規(guī)律進(jìn)行較深入的研究，并取得了有價(jià)值的研究成果，本書正是該科研團(tuán)隊(duì)所做工作的總結(jié)。
　　本書特點(diǎn)是：①系統(tǒng)性、邏輯性強(qiáng)，內(nèi)容次序符合認(rèn)知規(guī)律；②理論與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合，理論有深度、廣度及前沿性；③反映了國內(nèi)外有關(guān)石墨烯材料熱學(xué)和電學(xué)性能的新進(jìn)展，特別反映了科研團(tuán)隊(duì)近期科研成果以及提出的新理論，新方法；④突出了物理學(xué)科的特點(diǎn)，做到物理圖像清晰，物理概念明確，便于閱讀理解。
　　該書的編寫得到重慶文理學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的熱情鼓勵(lì)、大力支持和許多老師的熱情幫助，是科研團(tuán)隊(duì)的老師們共同努力的結(jié)果。該書的出版，對該科研團(tuán)隊(duì)對石墨烯材料的研究將起重要的促進(jìn)作用，使其研究更上一個(gè)新水平、新臺(tái)階。同時(shí)也將使讀者較系統(tǒng)和深入地了解石墨烯材料的制備、結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)和電學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律以及研究方法、基本研究過程，為同行進(jìn)行相關(guān)研究和應(yīng)用提供可靠的理論和實(shí)驗(yàn)支撐，對促進(jìn)學(xué)術(shù)交流和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起積極作用。
　　2018年6月
　　前言
　　自2004年Geim和Novoselov采用機(jī)械剝離法獲得石墨烯并于2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)以來，石墨烯作為一種新興的二維材料，它的完美晶體結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)等性能，使其在電子器件、能量儲(chǔ)存、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和科學(xué)價(jià)值，對石墨烯材料的研究，已成為當(dāng)前最受關(guān)注的研究領(lǐng)域之一，目前已有許多學(xué)者對石墨烯材料（包括石墨烯、外延石墨烯、類石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯復(fù)合材料等）的制備、性能、應(yīng)用等展開研究，主要是性能實(shí)驗(yàn)和定性分析。但缺乏理論上的深入研究，特別是對石墨稀材料各種性質(zhì)的非簡諧效應(yīng)的研究較少，缺乏這方面的具有一定理論深度的著作。為了深入對石墨烯材料的研究，使其更好地應(yīng)用于生產(chǎn)、科技、生活等領(lǐng)域，需要一部有關(guān)石墨烯材料熱、電性能及其應(yīng)用的著作，期望從實(shí)驗(yàn)和理論上更深入地揭示石墨烯材料的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)等非簡諧性質(zhì)遵從的規(guī)律以及這些性質(zhì)的應(yīng)用。
　　重慶文理學(xué)院新型儲(chǔ)能器件及應(yīng)用工程研究中心，長期以來對三維、二維、納米等各類材料的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)及其原子振動(dòng)的非簡諧效應(yīng)進(jìn)行研究，提出了非簡諧效應(yīng)理論。特別是2004年Novoselov等首次用機(jī)械剝離法得到單原子厚度的石墨烯以來，該科研團(tuán)隊(duì)緊跟世界科技發(fā)展，對石墨烯材料的制備、性能等進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究，采取實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合的方法，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，構(gòu)建物理模型，應(yīng)用固體物理理論，采用格林函數(shù)法、密度泛函方法等方法，對石墨烯材料熱、電和力學(xué)性能的非簡諧效應(yīng)及其變化規(guī)律進(jìn)行較深入的研究，并取得成效。為了將已有的研究成果深入化、系統(tǒng)化及理論化，使我們對石墨烯材料的研究更深入，再上新臺(tái)階；為新器件、新材料的應(yīng)用提供可靠的理論和實(shí)驗(yàn)支撐；使讀者較系統(tǒng)和深入地了解石墨烯材料的制備、結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)和電學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，特別是非簡諧效應(yīng)及其應(yīng)用；了解主要的理論研究方法和采用的理論模型以及基本研究過程，并由此發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象；也為了使我們的研究被同行所了解，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流，我們將所做的工作進(jìn)行總結(jié)，撰寫了一本有關(guān)石墨烯材料熱學(xué)和電學(xué)性能非簡諧效應(yīng)及其應(yīng)用的著作。
　　本書共8章，第1、2章分別介紹石墨烯材料的有關(guān)概念、分類和制備方法、物理化學(xué)性質(zhì)以及石墨烯的結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)合；第3章論述非簡諧效應(yīng)理論的有關(guān)概念、基本觀點(diǎn)、研究問題的基本方法和它在研究三維、二維、納米系統(tǒng)的熱學(xué)、電學(xué)和光學(xué)等性質(zhì)方面的一些應(yīng)用；從第4章起，按照石墨烯、外延石墨烯、類石墨烯材料的順序，依次論述了石墨烯材料的熱力學(xué)、電學(xué)性質(zhì)的非簡諧效應(yīng)；第8章論述了石墨烯的熱電效應(yīng)及其應(yīng)用。
　　本書第1章、第8章由楊文耀撰寫，第2章、第6章由夏繼宏撰寫，第3、4、5、7章由鄭瑞倫撰寫。全書經(jīng)鄭瑞倫、夏繼宏統(tǒng)一修改，保證了各章內(nèi)容的協(xié)調(diào)和風(fēng)格的一致性。
　　本書的出版得到重慶文理學(xué)院的資助。著者衷心感謝重慶文理學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的熱情鼓勵(lì)和大力支持、幫助，感謝電子科技大學(xué)楊邦朝教授對本書撰寫的策劃組織并審閱全書，感謝西南科技大學(xué)彭同江教授的熱情指導(dǎo)。在所寫的內(nèi)容中，許多是我們科研團(tuán)隊(duì)的老師，如程正富、任曉霞、申鳳娟、杜一帥、周虹君、高君華、李杰、楊保亮等老師的研究成果，在修改和整理的過程中，還得到學(xué)校許多老師的熱情幫助，在此向他們表示衷心感謝。
　　限于作者水平，書中難免存在錯(cuò)誤和不妥之處，敬請讀者指正。
　　著者
　　2018年6月