رابطه بین گرافیت و نیمه هادی

بسیار نادرست است که بگوییم گرافیت نیمه هادی است. در برخی از زمینه‌های تحقیقاتی مرزی، مواد کربنی مانند نانولوله‌های کربنی، لایه‌های غربال مولکولی کربنی و فیلم‌های کربنی مانند الماس (که اکثر آنها دارای برخی خواص نیمه‌رسانای مهم تحت شرایط خاص هستند) متعلق بهمواد گرافیت، اما ریزساختار آنها به طور قابل توجهی با ساختار گرافیت لایه ای معمولی متفاوت است.

در گرافیت، چهار الکترون در بیرونی ترین لایه اتم های کربن وجود دارد که سه تای آنها با الکترون های اتم های کربن دیگر پیوند کووالانسی ایجاد می کنند، به طوری که هر اتم کربن دارای سه الکترون برای تشکیل پیوند کووالانسی است و بقیه الکترون ها الکترون π نامیده می شوند. . این الکترون‌های π تقریباً آزادانه در فضای بین لایه‌ها حرکت می‌کنند و رسانایی گرافیت عمدتاً به این الکترون‌های π بستگی دارد. از طریق روش های شیمیایی، پس از تبدیل کربن موجود در گرافیت به عنصری پایدار مانند دی اکسید کربن، رسانایی ضعیف می شود. اگر گرافیت اکسید شود، این الکترون‌های π با الکترون‌های اتم‌های اکسیژن پیوند کووالانسی ایجاد می‌کنند، بنابراین دیگر نمی‌توانند آزادانه حرکت کنند و رسانایی بسیار کاهش می‌یابد. این اصل رسانایی استهادی گرافیت

صنعت نیمه هادی عمدتاً از مدارهای مجتمع، اپتوالکترونیک، جداکننده ها و حسگرها تشکیل شده است. مواد نیمه هادی جدید برای جایگزینی مواد سیلیکونی سنتی و به رسمیت شناختن بازار باید از قوانین بسیاری پیروی کنند. اثر فوتوالکتریک و اثر هال دو قانون مهم امروزی هستند. دانشمندان اثر هال کوانتومی گرافن را در دمای اتاق مشاهده کردند و دریافتند که گرافن پس از مواجهه با ناخالصی‌ها، پراکندگی برگشتی ایجاد نمی‌کند و این نشان می‌دهد که خاصیت رسانایی فوق‌العاده دارد. علاوه بر این، گرافن با چشم غیرمسلح تقریباً شفاف است و شفافیت بسیار بالایی دارد. گرافن خواص نوری بسیار خوبی دارد و با ضخامت آن تغییر خواهد کرد. برای کاربرد در زمینه اپتوالکترونیک مناسب است. گرافن خواص بسیار خوبی دارد و در زمینه های زیادی مانند صفحه نمایش، خازن، حسگر و غیره استفاده خواهد شد.