Beziehung zwischen Graphit und Halbleiter

Es ist sehr ungenau zu sagen, dass Graphit ein Halbleiter ist. In einigen Grenzforschungsbereichen gehören Kohlenstoffmaterialien wie Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstoffmolekularsiebfilme und diamantähnliche Kohlenstofffilme (von denen die meisten unter bestimmten Bedingungen einige wichtige Halbleitereigenschaften aufweisen) dazuGraphitmaterialien, aber ihre Mikrostruktur unterscheidet sich deutlich von der typischen Schichtgraphitstruktur.

In Graphit befinden sich in der äußersten Schicht aus Kohlenstoffatomen vier Elektronen, von denen drei kovalente Bindungen mit den Elektronen anderer Kohlenstoffatome eingehen, sodass jedes Kohlenstoffatom über drei Elektronen zur Bildung kovalenter Bindungen verfügt und das verbleibende Elektron π-Elektronen genannt wird . Diese π-Elektronen bewegen sich nahezu frei im Raum zwischen den Schichten, und die Leitfähigkeit von Graphit hängt hauptsächlich von diesen π-Elektronen ab. Durch chemische Methoden wird die Leitfähigkeit geschwächt, nachdem der Kohlenstoff im Graphit in ein stabiles Element wie Kohlendioxid umgewandelt wurde. Wenn der Graphit oxidiert wird, gehen diese π-Elektronen kovalente Bindungen mit den Elektronen von Sauerstoffatomen ein, sodass sie sich nicht mehr frei bewegen können und die Leitfähigkeit stark verringert wird. Dies ist das Leitprinzip vonGraphitleiter.

Die Halbleiterindustrie besteht hauptsächlich aus integrierten Schaltkreisen, Optoelektronik, Separatoren und Sensoren. Neue Halbleitermaterialien müssen vielen Gesetzen folgen, um herkömmliche Siliziummaterialien zu ersetzen und auf dem Markt Anerkennung zu finden. Photoelektrischer Effekt und Hall-Effekt sind heute die beiden wichtigsten Gesetze. Wissenschaftler beobachteten den Quanten-Hall-Effekt von Graphen bei Raumtemperatur und stellten fest, dass Graphen nach dem Auftreffen auf Verunreinigungen keine Rückstreuung erzeugt, was darauf hindeutet, dass es über supraleitende Eigenschaften verfügt. Darüber hinaus ist Graphen mit bloßem Auge nahezu transparent und weist eine sehr hohe Transparenz auf. Graphen hat hervorragende optische Eigenschaften und verändert sich mit seiner Dicke. Es eignet sich für den Einsatz im Bereich der Optoelektronik. Graphen hat viele hervorragende Eigenschaften und wird in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise als Bildschirm, Kondensator, Sensor usw