זה מאוד לא מדויק לומר שגרפיט הוא מוליך למחצה. בכמה תחומי מחקר חזיתיים, חומרי פחמן כגון ננו-צינוריות פחמן, סרטי מסננת מולקולרית פחמן וסרטי פחמן דמוי יהלום (שלרובם יש כמה תכונות מוליכים למחצה חשובות בתנאים מסוימים) שייכים ל-חומרי גרפיט, אך מבנה המיקרו שלהם שונה באופן משמעותי ממבנה הגרפיט השכבתי האופייני.
בגרפיט ישנם ארבעה אלקטרונים בשכבה החיצונית ביותר של אטומי פחמן, שלושה מהם יוצרים קשרים קוולנטיים עם האלקטרונים של אטומי פחמן אחרים, כך שלכל אטום פחמן יש שלושה אלקטרונים ליצור קשרים קוולנטיים, והנותר נקרא אלקטרונים π. . אלקטרונים π אלה נעים בחופשיות בערך ברווח שבין שכבות, והמוליכות של גרפיט תלויה בעיקר באלקטרונים π אלה. בשיטות כימיות, לאחר הפיכת הפחמן בגרפיט ליסוד יציב, כמו פחמן דו חמצני, המוליכות נחלשת. אם הגרפיט מתחמצן, האלקטרונים π אלה יווצרו קשרים קוולנטיים עם האלקטרונים של אטומי חמצן, כך שהם לא יכולים עוד לנוע בחופשיות, והמוליכות תפחת מאוד. זהו העיקרון המוליך שלמוליך גרפיט.
תעשיית המוליכים למחצה מורכבת בעיקר ממעגלים משולבים, אופטואלקטרוניקה, מפרידים וחיישנים. חומרים מוליכים למחצה חדשים צריכים לעמוד בחוקים רבים כדי להחליף חומרי סיליקון מסורתיים ולזכות בהכרה בשוק. אפקט פוטואלקטרי ואפקט הול הם שני החוקים החשובים ביותר כיום. מדענים צפו באפקט הול הקוונטי של גרפן בטמפרטורת החדר ומצאו שגרפן לא ייצור פיזור חזרה לאחר מפגש עם זיהומים, מה שמעיד על כך שיש לו תכונות סופר מוליכות. בנוסף, הגרפן כמעט שקוף בעין בלתי מזוינת ובעל שקיפות גבוהה מאוד. לגרפן תכונות אופטיות מצוינות והוא ישתנה עם העובי שלו. הוא מתאים ליישום בתחום האופטואלקטרוניקה. לגרפן תכונות מצוינות רבות והוא ישמש בתחומים רבים, כגון מסך תצוגה, קבלים, חיישן וכן הלאה.
זמן פרסום: ינואר-07-2022