Hubungan antara grafit dan semikonduktor

 

Adalah sangat tidak tepat untuk mengatakan bahawa grafit adalah semikonduktor. Dalam beberapa bidang penyelidikan sempadan, bahan karbon seperti nanotube karbon, filem penapis molekul karbon dan filem karbon seperti berlian (yang kebanyakannya mempunyai beberapa sifat semikonduktor penting di bawah keadaan tertentu) tergolong dalambahan grafit, tetapi mikrostrukturnya jauh berbeza daripada struktur grafit berlapis biasa.

Dalam grafit, terdapat empat elektron di lapisan paling luar atom karbon, tiga daripadanya membentuk ikatan kovalen dengan elektron atom karbon lain, sehingga setiap atom karbon mempunyai tiga elektron untuk membentuk ikatan kovalen, dan bakinya dipanggil elektron π. Elektron π ini bergerak secara bebas di ruang antara lapisan, dan kekonduksian grafit bergantung terutamanya pada elektron π ini. Melalui kaedah kimia, selepas karbon dalam grafit diubah menjadi unsur yang stabil, seperti karbon dioksida, kekonduksiannya menjadi lemah. Jika grafit teroksida, elektron π ini akan membentuk ikatan kovalen dengan elektron atom oksigen, sehingga ia tidak lagi dapat bergerak bebas, dan kekonduksiannya akan berkurangan dengan banyak. Ini adalah prinsip konduktif bagikonduktor grafit.

Industri semikonduktor terutamanya terdiri daripada litar bersepadu, optoelektronik, pemisah dan sensor. Bahan semikonduktor baharu perlu mematuhi banyak hukum untuk menggantikan bahan silikon tradisional dan memenangi pengiktirafan pasaran. Kesan fotoelektrik dan kesan Hall adalah dua hukum yang paling penting hari ini. Para saintis memerhatikan kesan Hall kuantum grafena pada suhu bilik dan mendapati bahawa grafena tidak akan menghasilkan penyebaran balik selepas menemui bendasing, menunjukkan bahawa ia mempunyai sifat konduktif super. Di samping itu, grafena hampir lutsinar dengan mata kasar dan mempunyai ketelusan yang sangat tinggi. Grafena mempunyai sifat optik yang sangat baik dan akan berubah mengikut ketebalannya. Ia sesuai untuk aplikasi dalam bidang optoelektronik. Grafena mempunyai banyak sifat yang sangat baik dan akan digunakan dalam pelbagai bidang, seperti skrin paparan, kapasitor, sensor dan sebagainya.

 


Masa siaran: 7-Jan-2022
Sembang Dalam Talian WhatsApp!