石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在業內一直備受親睞，但卻因不具有能帶隙而不能用作半導體。
目前，來自德國哥廷根和美國帕薩迪納的研究人員製作了一部“原子尺度的電影”，展示了氫原子與石墨烯形成帶隙的化學結合過程，這也是迄今為止研究過的最快的反應之一。當氫原子轟擊石墨烯時，先是短暫地粘附到碳原子上，然後再從表面反彈，形成了一種瞬態化學鍵。之後研究員通過理論模擬，證實這與實驗觀察結果非常吻合，而且再現了原子在10fs到1ns內的超快速反應。該過程中氫原子幾乎可以將所有能量轉移到石墨烯的碳原子上，然後以聲波的形式傳遞到石墨烯表面。該研究為化學鍵合提供了全新的見解，也使得石墨烯具有帶隙，為其在電子學的應用奠定了基礎。
氫原子(藍色)撞擊石墨烯表面(黑色)，與碳原子(紅色)形成瞬態化學鍵。撞擊氫原子的高能量首先被相鄰的碳原子(橙色和黃色)吸收，然後以聲波的形式傳遞到石墨烯表面（來源：Oliver Bünermann）
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