Het is zeer onjuist om te zeggen dat grafiet een halfgeleider is. In sommige grensverleggende onderzoeksgebieden behoren koolstofmaterialen zoals koolstofnanobuisjes, koolstofmoleculaire zeeffilms en diamantachtige koolstoffilms (waarvan de meeste onder bepaalde omstandigheden belangrijke halfgeleidende eigenschappen bezitten) tot de halfgeleiderindustrie.grafietmaterialenmaar hun microstructuur verschilt aanzienlijk van de typische gelaagde grafietstructuur.
In grafiet bevinden zich vier elektronen in de buitenste laag van koolstofatomen. Drie daarvan vormen covalente bindingen met de elektronen van andere koolstofatomen, waardoor elk koolstofatoom drie elektronen heeft die covalente bindingen kunnen aangaan. Het overgebleven elektron wordt een π-elektron genoemd. Deze π-elektronen bewegen zich nagenoeg vrij in de ruimte tussen de lagen, en de geleidbaarheid van grafiet hangt voornamelijk af van deze π-elektronen. Door chemische processen wordt de koolstof in grafiet omgezet in een stabiel element, zoals koolstofdioxide, waardoor de geleidbaarheid afneemt. Als het grafiet oxideert, vormen deze π-elektronen covalente bindingen met de elektronen van zuurstofatomen, waardoor ze niet langer vrij kunnen bewegen en de geleidbaarheid sterk afneemt. Dit is het geleidingsprincipe van grafiet.grafietgeleider.
De halfgeleiderindustrie bestaat hoofdzakelijk uit geïntegreerde schakelingen, opto-elektronica, separatoren en sensoren. Nieuwe halfgeleidermaterialen moeten aan veel wetten voldoen om traditionele siliciummaterialen te vervangen en marktacceptatie te verwerven. Het foto-elektrisch effect en het Hall-effect zijn momenteel de twee belangrijkste wetten. Wetenschappers observeerden het kwantum-Hall-effect van grafeen bij kamertemperatuur en ontdekten dat grafeen geen terugverstrooiing produceert na contact met onzuiverheden, wat erop wijst dat het supergeleidende eigenschappen bezit. Bovendien is grafeen vrijwel transparant met het blote oog en heeft het een zeer hoge transparantie. Grafeen heeft uitstekende optische eigenschappen die veranderen met de dikte. Het is geschikt voor toepassingen in de opto-elektronica. Grafeen heeft vele uitstekende eigenschappen en zal in veel gebieden worden gebruikt, zoals beeldschermen, condensatoren, sensoren, enzovoort.
Geplaatst op: 7 januari 2022