Grafīta un pusvadītāja saistība

 

Apgalvojums, ka grafīts ir pusvadītājs, ir ļoti neprecīzs. Dažās progresīvās pētniecības jomās oglekļa materiāli, piemēram, oglekļa nanocaurules, oglekļa molekulārā sieta plēves un dimanta tipa oglekļa plēves (lielākajai daļai no kurām noteiktos apstākļos piemīt dažas svarīgas pusvadītāju īpašības), pieder pie...grafīta materiāli, bet to mikrostruktūra ievērojami atšķiras no tipiskās slāņveida grafīta struktūras.

Grafītā ārējā oglekļa atomu slānī ir četri elektroni, no kuriem trīs veido kovalentās saites ar citu oglekļa atomu elektroniem, tā ka katram oglekļa atomam ir trīs elektroni kovalento saišu veidošanai, un atlikušo vienu sauc par π elektroniem. Šie π elektroni aptuveni brīvi pārvietojas telpā starp slāņiem, un grafīta vadītspēja galvenokārt ir atkarīga no šiem π elektroniem. Ķīmisko metožu rezultātā pēc tam, kad grafīta ogleklis ir pārvērsts par stabilu elementu, piemēram, oglekļa dioksīdu, vadītspēja samazinās. Ja grafīts oksidējas, šie π elektroni veido kovalentās saites ar skābekļa atomu elektroniem, tāpēc tie vairs nevar brīvi pārvietoties, un vadītspēja ievērojami samazinās. Tas ir vadītspējas princips.grafīta vadītājs.

Pusvadītāju rūpniecību galvenokārt veido integrētās shēmas, optoelektronika, separatori un sensori. Jauniem pusvadītāju materiāliem ir jāievēro daudzi likumi, lai aizstātu tradicionālos silīcija materiālus un iegūtu tirgus atzinību. Fotoelektriskais efekts un Hola efekts ir divi vissvarīgākie likumi mūsdienās. Zinātnieki novēroja grafēna kvantu Hola efektu istabas temperatūrā un atklāja, ka grafēns neradīs atpakaļizkliedi pēc saskares ar piemaisījumiem, norādot uz tā supravadītspējas īpašībām. Turklāt grafēns ir gandrīz caurspīdīgs ar neapbruņotu aci un tam ir ļoti augsta caurspīdība. Grafēnam ir lieliskas optiskās īpašības, un tas mainās atkarībā no tā biezuma. Tas ir piemērots pielietojumam optoelektronikas jomā. Grafēnam ir daudz izcilu īpašību, un to izmantos daudzās jomās, piemēram, displeju ekrānos, kondensatoros, sensoros utt.

 


Publicēšanas laiks: 2022. gada 7. janvāris
WhatsApp tiešsaistes tērzēšana!