Grafiitin ja puolijohteen välinen suhde

On hyvin epätarkkaa sanoa, että grafiitti on puolijohde. Joillakin pioneeritutkimuksen aloilla hiilimateriaalit, kuten hiilinanoputket, hiilimolekyyliseulakalvot ja timantin kaltaiset hiilikalvot (joista useimmilla on tietyissä olosuhteissa joitakin tärkeitä puolijohdeominaisuuksia), kuuluvatgrafiittimateriaalit, mutta niiden mikrorakenne eroaa merkittävästi tyypillisestä kerrosgrafiittirakenteesta.

Grafiitissa on hiiliatomien uloimmassa kerroksessa neljä elektronia, joista kolme muodostaa kovalenttisia sidoksia muiden hiiliatomien elektronien kanssa, joten jokaisella hiiliatomilla on kolme elektronia kovalenttisten sidosten muodostamiseksi, ja jäljelle jäävää yhtä kutsutaan π-elektroneiksi. Nämä π-elektronit liikkuvat suunnilleen vapaasti kerrosten välisessä tilassa, ja grafiitin johtavuus riippuu pääasiassa näistä π-elektroneista. Kemiallisilla menetelmillä, kun grafiitin hiili on muuttunut stabiiliksi alkuaineeksi, kuten hiilidioksidiksi, johtavuus heikkenee. Jos grafiitti hapettuu, nämä π-elektronit muodostavat kovalenttisia sidoksia happiatomien elektronien kanssa, joten ne eivät voi enää liikkua vapaasti ja johtavuus heikkenee huomattavasti. Tämä on johtavuuden periaate.grafiittijohdin.

Puolijohdeteollisuus koostuu pääasiassa integroiduista piireistä, optoelektroniikasta, erottimista ja antureista. Uusien puolijohdemateriaalien on noudatettava monia lakeja korvatakseen perinteiset piimateriaalit ja saavuttaakseen markkinoilla tunnustusta. Valosähköinen ilmiö ja Hall-ilmiö ovat kaksi tärkeintä lakia nykyään. Tutkijat havaitsivat grafeenin kvantti-Hall-ilmiön huoneenlämmössä ja havaitsivat, että grafeeni ei aiheuta takaisinsirontaa epäpuhtauksien kohtaamisen jälkeen, mikä osoittaa sen olevan suprajohtavia ominaisuuksia. Lisäksi grafeeni on lähes läpinäkyvää paljaalla silmällä ja sillä on erittäin korkea läpinäkyvyys. Grafeenilla on erinomaiset optiset ominaisuudet ja se muuttuu paksuutensa mukaan. Se soveltuu sovelluksiin optoelektroniikan alalla. Grafeenilla on monia erinomaisia ​​ominaisuuksia ja sitä käytetään monilla aloilla, kuten näyttöruuduissa, kondensaattoreissa, antureissa ja niin edelleen.