ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮತ್ತು ಅರೆವಾಹಕಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ

ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅರೆವಾಹಕ ಎಂದು ಹೇಳುವುದು ತುಂಬಾ ತಪ್ಪಾಗಿದೆ. ಕೆಲವು ಗಡಿನಾಡಿನ ಸಂಶೋಧನಾ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ, ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು, ಇಂಗಾಲದ ಆಣ್ವಿಕ ಜರಡಿ ಪದರಗಳು ಮತ್ತು ವಜ್ರದಂತಹ ಇಂಗಾಲದ ಪದರಗಳು (ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನವು ಕೆಲವು ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಪ್ರಮುಖ ಅರೆವಾಹಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ) ಮುಂತಾದ ಇಂಗಾಲದ ವಸ್ತುಗಳುಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಸ್ತುಗಳು, ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಪದರಗಳ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ರಚನೆಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ.

ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನಲ್ಲಿ, ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ಹೊರಗಿನ ಪದರದಲ್ಲಿ ನಾಲ್ಕು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿವೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಮೂರು ಇತರ ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರತಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣು ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಮೂರು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉಳಿದ ಒಂದನ್ನು π ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ π ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಸರಿಸುಮಾರು ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ವಾಹಕತೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಈ π ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಕಾರ್ಬನ್ ಅನ್ನು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್‌ನಂತಹ ಸ್ಥಿರ ಅಂಶವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಿದ ನಂತರ, ವಾಹಕತೆಯು ದುರ್ಬಲಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಂಡರೆ, ಈ π ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕ ಪರಮಾಣುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅವು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಚಲಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ವಾಹಕತೆಯು ಬಹಳ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ವಾಹಕ ತತ್ವಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಾಹಕ.

ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿತ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು, ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ವಿಭಜಕಗಳು ಮತ್ತು ಸಂವೇದಕಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಮತ್ತು ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಮನ್ನಣೆಯನ್ನು ಗಳಿಸಲು ಹೊಸ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳು ಅನೇಕ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಅನುಸರಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮ ಮತ್ತು ಹಾಲ್ ಪರಿಣಾಮ ಇಂದಿನ ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ನಿಯಮಗಳಾಗಿವೆ. ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಹಾಲ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಗಮನಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಿದ ನಂತರ ಬ್ಯಾಕ್ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಕಂಡುಕೊಂಡರು, ಇದು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಬರಿಗಣ್ಣಿನಿಂದ ಬಹುತೇಕ ಪಾರದರ್ಶಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಾರದರ್ಶಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ದಪ್ಪದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನೇಕ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಪ್ಲೇ ಸ್ಕ್ರೀನ್, ಕೆಪಾಸಿಟರ್, ಸೆನ್ಸರ್ ಮತ್ತು ಮುಂತಾದ ಅನೇಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.