Relazione tra grafite e semiconduttore

È molto impreciso affermare che la grafite è un semiconduttore. in alcuni campi di ricerca di frontiera, i materiali di carbonio come i nanotubi di carbonio, i film a setaccio molecolare di carbonio e i film di carbonio simili al diamante (la maggior parte dei quali hanno alcune importanti proprietà semiconduttrici in determinate condizioni) appartengono amateriali di grafite, ma la loro microstruttura è significativamente diversa dalla tipica struttura di grafite stratificata.

Nella grafite, ci sono quattro elettroni nello strato più esterno degli atomi di carbonio, tre dei quali formano legami covalenti con gli elettroni di altri atomi di carbonio, in modo che ciascun atomo di carbonio abbia tre elettroni per formare legami covalenti, e quello rimanente è chiamato elettroni π . Questi elettroni π si muovono approssimativamente liberamente nello spazio tra gli strati e la conduttività della grafite dipende principalmente da questi elettroni π. Attraverso metodi chimici, dopo che il carbonio nella grafite è stato trasformato in un elemento stabile, come l'anidride carbonica, la conduttività viene indebolita. Se la grafite viene ossidata, questi elettroni π formeranno legami covalenti con gli elettroni degli atomi di ossigeno, quindi non potranno più muoversi liberamente e la conduttività sarà notevolmente ridotta. Questo è il principio conduttivo diconduttore di grafite.

L'industria dei semiconduttori è composta principalmente da circuiti integrati, optoelettronica, separatori e sensori. I nuovi materiali semiconduttori devono seguire molte leggi per sostituire i tradizionali materiali in silicio e ottenere il riconoscimento del mercato. L'effetto fotoelettrico e l'effetto Hall sono le due leggi più importanti oggi. Gli scienziati hanno osservato l'effetto Hall quantistico del grafene a temperatura ambiente e hanno scoperto che il grafene non produce retrodiffusione dopo aver incontrato impurità, indicando che ha proprietà super conduttive. Inoltre, il grafene è quasi trasparente ad occhio nudo e ha una trasparenza molto elevata. Il grafene ha eccellenti proprietà ottiche e cambierà con il suo spessore. È adatto per l'applicazione nel campo dell'optoelettronica. Il grafene ha molte proprietà eccellenti e verrà utilizzato in molti campi, come schermi, condensatori, sensori e così via