Es ist sehr ungenau zu sagen, dass Graphit ein Halbleiter ist. In einigen Grenzforschungsbereichen gehören Kohlenstoffmaterialien wie Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstoffmolekularsiebfilme und diamantähnliche Kohlenstofffilme (von denen die meisten unter bestimmten Bedingungen einige wichtige Halbleitereigenschaften aufweisen) zuGraphitmaterialien, aber ihre Mikrostruktur unterscheidet sich erheblich von der typischen geschichteten Graphitstruktur.
In Graphit befinden sich vier Elektronen in der äußersten Schicht der Kohlenstoffatome. Drei von ihnen bilden kovalente Bindungen mit den Elektronen anderer Kohlenstoffatome. Jedes Kohlenstoffatom verfügt somit über drei Elektronen für kovalente Bindungen. Das verbleibende Elektronenpaar wird als π-Elektron bezeichnet. Diese π-Elektronen bewegen sich nahezu frei im Raum zwischen den Schichten, und die Leitfähigkeit von Graphit hängt hauptsächlich von ihnen ab. Durch chemische Prozesse wird die Leitfähigkeit geschwächt, nachdem der Kohlenstoff im Graphit in ein stabiles Element wie Kohlendioxid umgewandelt wurde. Wird Graphit oxidiert, bilden diese π-Elektronen kovalente Bindungen mit den Elektronen von Sauerstoffatomen. Dadurch können sie sich nicht mehr frei bewegen, und die Leitfähigkeit nimmt stark ab. Dies ist das Leitfähigkeitsprinzip vonGraphitleiter.
Die Halbleiterindustrie umfasst hauptsächlich integrierte Schaltkreise, Optoelektronik, Separatoren und Sensoren. Neue Halbleitermaterialien müssen viele Gesetze befolgen, um herkömmliche Siliziummaterialien zu ersetzen und sich am Markt durchzusetzen. Der Photoeffekt und der Hall-Effekt sind heute die beiden wichtigsten Gesetze. Wissenschaftler beobachteten den Quanten-Hall-Effekt von Graphen bei Raumtemperatur und stellten fest, dass Graphen nach Kontakt mit Verunreinigungen keine Rückstreuung zeigt, was auf supraleitende Eigenschaften hindeutet. Darüber hinaus ist Graphen mit bloßem Auge nahezu durchsichtig und weist eine sehr hohe Transparenz auf. Graphen verfügt über hervorragende optische Eigenschaften und verändert sich mit der Dicke. Es eignet sich für Anwendungen in der Optoelektronik. Graphen verfügt über viele hervorragende Eigenschaften und wird in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in Bildschirmen, Kondensatoren und Sensoren.
Beitragszeit: 07.01.2022