Uhusiano kati ya grafiti na semiconductor

Si sahihi kabisa kusema kwamba grafiti ni nusu-semiconductor. Katika baadhi ya nyanja za utafiti wa mipakani, nyenzo za kaboni kama vile mirija ya kaboni nano, filamu za ungo wa molekuli ya kaboni na filamu za kaboni zinazofanana na almasi (ambazo nyingi zina sifa muhimu za nusu-semiconductor chini ya hali fulani) ni zavifaa vya grafiti, lakini muundo wao mdogo ni tofauti sana na muundo wa kawaida wa grafiti wenye tabaka.

Katika grafiti, kuna elektroni nne katika safu ya nje ya atomi za kaboni, tatu kati yake huunda vifungo vya kovalenti na elektroni za atomi zingine za kaboni, hivyo kila atomi ya kaboni ina elektroni tatu za kuunda vifungo vya kovalenti, na iliyobaki inaitwa elektroni za π. Elektroni hizi za π husogea kwa uhuru katika nafasi kati ya tabaka, na upitishaji wa grafiti hutegemea zaidi elektroni hizi za π. Kupitia mbinu za kemikali, baada ya kaboni kwenye grafiti kugeuzwa kuwa kipengele thabiti, kama vile kaboni dioksidi, upitishaji hudhoofika. Ikiwa grafiti itaoksidishwa, elektroni hizi za π zitaunda vifungo vya kovalenti na elektroni za atomi za oksijeni, kwa hivyo haziwezi tena kusogea kwa uhuru, na upitishaji utapungua sana. Hii ni kanuni ya upitishaji yakondakta wa grafiti.

Sekta ya semiconductor inaundwa zaidi na saketi jumuishi, optoelectronics, vitenganishi na vitambuzi. Vifaa vipya vya semiconductor vinahitaji kufuata sheria nyingi ili kuchukua nafasi ya vifaa vya jadi vya silicon na kushinda kutambuliwa kwa soko. Athari ya picha na athari ya Hall ndizo sheria mbili muhimu zaidi leo. Wanasayansi waliona athari ya quantum Hall ya graphene kwenye joto la kawaida na waligundua kuwa graphene haitatoa mtawanyiko wa nyuma baada ya kukutana na uchafu, ikionyesha kuwa ina sifa bora za upitishaji. Zaidi ya hayo, graphene ni wazi karibu kwa jicho uchi na ina uwazi wa juu sana. Graphene ina sifa bora za macho na itabadilika na unene wake. Inafaa kutumika katika uwanja wa optoelectronics. Graphene ina sifa nyingi bora na itatumika katika nyanja nyingi, kama vile skrini ya kuonyesha, capacitor, kitambuzi na kadhalika.