Связь между графитом и полупроводниками

Было бы очень неточно утверждать, что графит является полупроводником. В некоторых передовых областях исследований углеродные материалы, такие как углеродные нанотрубки, пленки углеродных молекулярных сит и алмазоподобные углеродные пленки (большинство из которых обладают некоторыми важными полупроводниковыми свойствами при определенных условиях), относятся кграфитовые материалы, но их микроструктура существенно отличается от типичной слоистой структуры графита.

В графите есть четыре электрона в самом внешнем слое атомов углерода, три из которых образуют ковалентные связи с электронами других атомов углерода, так что каждый атом углерода имеет три электрона для образования ковалентных связей, а оставшийся один называется π-электронами. Эти π-электроны движутся приблизительно свободно в пространстве между слоями, и проводимость графита в основном зависит от этих π-электронов. С помощью химических методов, после того как углерод в графите превращается в стабильный элемент, такой как диоксид углерода, проводимость ослабевает. Если графит окисляется, эти π-электроны образуют ковалентные связи с электронами атомов кислорода, поэтому они больше не могут свободно двигаться, и проводимость будет значительно снижена. Это принцип проводимостиграфитовый проводник.

Полупроводниковая промышленность в основном состоит из интегральных схем, оптоэлектроники, сепараторов и датчиков. Новые полупроводниковые материалы должны следовать многим законам, чтобы заменить традиционные кремниевые материалы и завоевать признание рынка. Фотоэлектрический эффект и эффект Холла являются двумя наиболее важными законами сегодня. Ученые наблюдали квантовый эффект Холла графена при комнатной температуре и обнаружили, что графен не будет производить обратное рассеяние после столкновения с примесями, что указывает на его сверхпроводящие свойства. Кроме того, графен почти прозрачен невооруженным глазом и имеет очень высокую прозрачность. Графен обладает превосходными оптическими свойствами и будет меняться в зависимости от его толщины. Он подходит для применения в области оптоэлектроники. Графен обладает многими превосходными свойствами и будет использоваться во многих областях, таких как экран дисплея, конденсатор, датчик и т. д.