من غير الدقيق القول بأن الجرافيت هو شبه موصل. في بعض مجالات الأبحاث الحدودية، تنتمي مواد الكربون مثل أنابيب الكربون النانوية وأغشية المنخل الجزيئي الكربوني وأفلام الكربون الشبيهة بالألماس (معظمها لها بعض خصائص أشباه الموصلات المهمة في ظل ظروف معينة) إلىمواد الجرافيت، لكن بنيتها المجهرية تختلف اختلافًا كبيرًا عن بنية الجرافيت النموذجية.
في الجرافيت، هناك أربعة إلكترونات في الطبقة الخارجية من ذرات الكربون، ثلاثة منها تشكل روابط تساهمية مع إلكترونات ذرات الكربون الأخرى، بحيث تحتوي كل ذرة كربون على ثلاثة إلكترونات لتكوين روابط تساهمية، ويسمى الإلكترون المتبقي إلكترونات π . تتحرك إلكترونات π هذه بحرية تقريبًا في الفراغ بين الطبقات، وتعتمد موصلية الجرافيت بشكل أساسي على إلكترونات π هذه. من خلال الطرق الكيميائية، بعد أن يتحول الكربون الموجود في الجرافيت إلى عنصر مستقر، مثل ثاني أكسيد الكربون، تضعف الموصلية. إذا تم أكسدة الجرافيت، فإن هذه الإلكترونات π ستشكل روابط تساهمية مع إلكترونات ذرات الأكسجين، لذلك لم تعد قادرة على التحرك بحرية، وستنخفض الموصلية بشكل كبير. هذا هو مبدأ موصلموصل الجرافيت.
تتكون صناعة أشباه الموصلات بشكل أساسي من الدوائر المتكاملة والإلكترونيات الضوئية والفواصل وأجهزة الاستشعار. تحتاج مواد أشباه الموصلات الجديدة إلى اتباع العديد من القوانين لتحل محل مواد السيليكون التقليدية وتحظى باعتراف السوق. يعد التأثير الكهروضوئي وتأثير هول من أهم القوانين اليوم. لاحظ العلماء تأثير هول الكمي للجرافين في درجة حرارة الغرفة، ووجدوا أن الجرافين لن ينتج تشتتًا خلفيًا بعد مواجهة الشوائب، مما يشير إلى أنه يتمتع بخصائص موصلة فائقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الجرافين يكاد يكون شفافًا بالعين المجردة ويتمتع بشفافية عالية جدًا. يتمتع الجرافين بخصائص بصرية ممتازة وسوف يتغير بتغير سمكه. إنها مناسبة للتطبيق في مجال الإلكترونيات الضوئية. يتمتع الجرافين بالعديد من الخصائص الممتازة وسيتم استخدامه في العديد من المجالات، مثل شاشة العرض والمكثف والمستشعر وما إلى ذلك
وقت النشر: 07 يناير 2022