ความสัมพันธ์ระหว่างกราไฟท์และสารกึ่งตัวนำ

การกล่าวว่ากราไฟต์เป็นสารกึ่งตัวนำนั้นไม่ถูกต้องเลย ในสาขาการวิจัยแนวหน้าบางสาขา วัสดุคาร์บอน เช่น นาโนทิวบ์คาร์บอน ฟิล์มตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน และฟิล์มคาร์บอนคล้ายเพชร (ซึ่งส่วนใหญ่มีคุณสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำที่สำคัญบางประการภายใต้เงื่อนไขบางประการ) จัดอยู่ในวัสดุกราไฟท์แต่โครงสร้างจุลภาคของมันจะแตกต่างอย่างมากจากโครงสร้างกราไฟท์แบบชั้นทั่วไป

ในกราไฟต์มีอิเล็กตรอนสี่ตัวในชั้นนอกสุดของอะตอมคาร์บอน โดยสามตัวสร้างพันธะโควาเลนต์กับอิเล็กตรอนของอะตอมคาร์บอนตัวอื่น ดังนั้นอะตอมคาร์บอนแต่ละอะตอมจึงมีอิเล็กตรอนสามตัวเพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ และอิเล็กตรอนที่เหลือเรียกว่า π อิเล็กตรอน π เหล่านี้เคลื่อนที่อย่างอิสระโดยประมาณในช่องว่างระหว่างชั้น และการนำไฟฟ้าของกราไฟต์ขึ้นอยู่กับ π อิเล็กตรอนเหล่านี้เป็นหลัก ผ่านวิธีการทางเคมี หลังจากคาร์บอนในกราไฟต์ถูกเปลี่ยนเป็นธาตุที่เสถียร เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ การนำไฟฟ้าจะอ่อนลง หากกราไฟต์ถูกออกซิไดซ์ π อิเล็กตรอนเหล่านี้จะสร้างพันธะโควาเลนต์กับอิเล็กตรอนของอะตอมออกซิเจน ดังนั้นจึงไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระอีกต่อไป และการนำไฟฟ้าจะลดลงอย่างมาก นี่คือหลักการนำไฟฟ้าของตัวนำกราไฟท์

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ประกอบด้วยวงจรรวม ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ ตัวคั่น และเซ็นเซอร์เป็นส่วนใหญ่ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ใหม่ต้องปฏิบัติตามกฎหลายข้อเพื่อแทนที่วัสดุซิลิกอนแบบดั้งเดิมและได้รับการยอมรับในตลาด เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกและเอฟเฟกต์ฮอลล์เป็นสองกฎที่สำคัญที่สุดในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์สังเกตเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์ของกราฟีนที่อุณหภูมิห้องและพบว่ากราฟีนจะไม่สร้างการกระเจิงกลับหลังจากพบกับสิ่งเจือปน ซึ่งบ่งชี้ว่ากราฟีนมีคุณสมบัติเป็นสื่อไฟฟ้าสูง นอกจากนี้ กราฟีนยังแทบจะโปร่งใสด้วยตาเปล่าและมีความโปร่งใสสูงมาก กราฟีนมีคุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยมและจะเปลี่ยนแปลงไปตามความหนา เหมาะสำหรับการใช้งานในสาขาออปโตอิเล็กทรอนิกส์ กราฟีนมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมายและจะใช้ในหลายสาขา เช่น หน้าจอแสดงผล ตัวเก็บประจุ เซ็นเซอร์ และอื่นๆ