Kodėl grafenas nenaudojamas puslaidininkiuose?

Kodėl grafenas nenaudojamas puslaidininkiuose?

Grafito oksidas, turintis panašias savybes į grafeną, yra vienas iš medžiagų, kurios gali pakeisti puslaidininkius elektronikos pramonėje. Nors grafenas yra žinomas dėl savo išskirtinių savybių, tokių kaip aukštas elektrinis laidumas ir mechaninis stiprumas, jis nėra plačiai naudojamas puslaidininkiuose dėl kelių esminių trūkumų.

Viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl grafenas nėra idealus puslaidininkis, yra jo nulinė bandinio juosta (angl. band gap). Bandinio juosta yra energijos intervalas, kuriame nėra elektronų būsenų, ir ji yra būtina puslaidininkiams, kad galėtų efektyviai valdyti elektronų srautą. Grafenas šios savybės neturi, todėl negali būti naudojamas kaip efektyvus puslaidininkis.

Tačiau grafito oksidas, kuris yra grafeno darinys, gali būti modifikuotas taip, kad įgytų bandinio juostą. Tai leidžia jį naudoti puslaidininkiuose, kur reikalingas elektronų srauto valdymas. Be to, grafito oksidas yra pigesnis ir lengviau gaunamas nei grynas grafenas, kas dar labiau padidina jo patrauklumą pramonėje.

Nors grafito oksidas turi didelį potencialą, mokslininkai vis dar ieško būdų, kaip pagerinti jo savybes ir pritaikyti praktiškai. Tarpinės medžiagos, tokios kaip silicio karbidas (SiC) ar galiu nitridas (GaN), šiuo metu yra dažniau naudojamos puslaidininkiuose, tačiau ateityje grafito oksidas gali tapti vertinga alternatyva.

DUK

Kas yra grafenas?
Grafenas yra vieno atomo storio anglies sluoksnis, turintis išskirtines elektrines ir mechanines savybes.

Kodėl grafenas neturi bandinio juostos?
Grafenas yra metaloidas, kurio elektronų energijos lygiai yra tokiuose pačiuose intervaluose, todėl nėra energijos tarpo, kuris būtinas puslaidininkio savybei atsirasti.

Kas yra bandinio juosta?
Bandinio juosta yra energijos intervalas tarp valentinių ir laidumo juostų puslaidininkiuose, kuris leidžia kontroliuoti elektronų pralaidumą.

Kodėl grafito oksidas gali būti naudojamas puslaidininkiuose?
Grafito oksidas gali būti chemiškai modifikuotas taip, kad įgytų bandinio juostą, leidžiančią valdyti elektronų srautą.

Paaiškinimai

Grafito oksidas – tai grafeno darinys, kuris gali būti modifikuotas, kad įgytų puslaidininkio savybes.

Bandinio juosta – tai energijos intervalas puslaidininkiuose, kuris yra būtinas norint efektyviai valdyti elektronų srautą.

Puslaidininkis – tai medžiaga, kuri turi galimybę valdyti elektronų pralaidumą ir yra naudojama įvairiuose elektronikos komponentuose.