Det är mycket felaktigt att säga att grafit är en halvledare. Inom vissa spetsforskningsområden tillhör kolmaterial som kolnanorör, molekylsiktfilmer av kol och diamantliknande kolfilmer (av vilka de flesta har vissa viktiga halvledaregenskaper under vissa förhållanden)grafitmaterial, men deras mikrostruktur skiljer sig avsevärt från den typiska skiktade grafitstrukturen.
I grafit finns det fyra elektroner i det yttersta lagret av kolatomer, varav tre bildar kovalenta bindningar med elektronerna från andra kolatomer, så att varje kolatom har tre elektroner som bildar kovalenta bindningar, och den återstående kallas π-elektroner. Dessa π-elektroner rör sig ungefär fritt i utrymmet mellan lagren, och grafitens konduktivitet beror huvudsakligen på dessa π-elektroner. Genom kemiska metoder försvagas konduktiviteten efter att kolet i grafiten har omvandlats till ett stabilt element, såsom koldioxid. Om grafiten oxideras kommer dessa π-elektroner att bilda kovalenta bindningar med elektronerna från syreatomer, så att de inte längre kan röra sig fritt och konduktiviteten kommer att minska kraftigt. Detta är den konduktiva principen förgrafitledare.
Halvledarindustrin består huvudsakligen av integrerade kretsar, optoelektronik, separatorer och sensorer. Nya halvledarmaterial måste följa många lagar för att ersätta traditionella kiselmaterial och vinna marknadserkännande. Fotoelektrisk effekt och Halleffekt är de två viktigaste lagarna idag. Forskare observerade den kvanta Halleffekten av grafen vid rumstemperatur och fann att grafen inte producerar tillbakaspridning efter att ha mött föroreningar, vilket indikerar att den har superledande egenskaper. Dessutom är grafen nästan transparent för blotta ögat och har mycket hög transparens. Grafen har utmärkta optiska egenskaper och kommer att förändras med sin tjocklek. Det är lämpligt för tillämpning inom optoelektronik. Grafen har många utmärkta egenskaper och kommer att användas inom många områden, såsom bildskärmar, kondensatorer, sensorer och så vidare.
Publiceringstid: 7 januari 2022