ग्रेफाइट और अर्धचालक के बीच संबंध

यह कहना बहुत गलत है कि ग्रेफाइट एक अर्धचालक है। कुछ अग्रणी अनुसंधान क्षेत्रों में, कार्बन नैनोट्यूब, कार्बन आणविक छलनी फिल्में और हीरे जैसी कार्बन फिल्में (जिनमें से अधिकांश में कुछ शर्तों के तहत कुछ महत्वपूर्ण अर्धचालक गुण होते हैं) जैसे कार्बन पदार्थ अर्धचालक के अंतर्गत आते हैं।ग्रेफाइट सामग्री, लेकिन उनकी सूक्ष्म संरचना विशिष्ट स्तरित ग्रेफाइट संरचना से काफी भिन्न है।

ग्रेफाइट में कार्बन परमाणुओं की सबसे बाहरी परत में चार इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिनमें से तीन अन्य कार्बन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों के साथ सहसंयोजक बंधन बनाते हैं, जिससे प्रत्येक कार्बन परमाणु में सहसंयोजक बंधन बनाने के लिए तीन इलेक्ट्रॉन होते हैं, और शेष एक को π इलेक्ट्रॉन कहा जाता है। ये π इलेक्ट्रॉन परतों के बीच के स्थान में लगभग स्वतंत्र रूप से घूमते हैं, और ग्रेफाइट की चालकता मुख्य रूप से इन π इलेक्ट्रॉनों पर निर्भर करती है। रासायनिक विधियों के माध्यम से, ग्रेफाइट में कार्बन को कार्बन डाइऑक्साइड जैसे स्थिर तत्व में बदलने के बाद, चालकता कमजोर हो जाती है। यदि ग्रेफाइट का ऑक्सीकरण होता है, तो ये π इलेक्ट्रॉन ऑक्सीजन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों के साथ सहसंयोजक बंधन बनाएंगे, इसलिए वे अब स्वतंत्र रूप से नहीं घूम सकते हैं, और चालकता बहुत कम हो जाएगी। यह चालकता का सिद्धांत हैग्रेफाइट कंडक्टर.

सेमीकंडक्टर उद्योग मुख्य रूप से एकीकृत सर्किट, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, विभाजक और सेंसर से बना है। नए सेमीकंडक्टर सामग्रियों को पारंपरिक सिलिकॉन सामग्रियों को बदलने और बाजार की मान्यता जीतने के लिए कई कानूनों का पालन करने की आवश्यकता है। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव और हॉल प्रभाव आज दो सबसे महत्वपूर्ण कानून हैं। वैज्ञानिकों ने कमरे के तापमान पर ग्रेफीन के क्वांटम हॉल प्रभाव का अवलोकन किया और पाया कि ग्रेफीन अशुद्धियों का सामना करने के बाद वापस बिखराव पैदा नहीं करेगा, यह दर्शाता है कि इसमें सुपर कंडक्टिव गुण हैं। इसके अलावा, ग्रेफीन नंगी आंखों से लगभग पारदर्शी है और इसकी पारदर्शिता बहुत अधिक है। ग्राफीन में उत्कृष्ट ऑप्टिकल गुण हैं और इसकी मोटाई के साथ बदल जाएगा। यह ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में आवेदन के लिए उपयुक्त है। ग्राफीन में कई उत्कृष्ट गुण हैं और इसका उपयोग कई क्षेत्रों में किया जाएगा, जैसे डिस्प्ले स्क्रीन, कैपेसिटर, सेंसर और इतने पर