石墨烯为什么会导电
- 2024-10-25 17:45:13
石墨烯为什么会导电
石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。
石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。
这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。
由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中电子受到的干扰也非常小。
石墨烯为什么会导电
1、石墨烯并不是绝缘体,质量好的石墨烯导电导热性能极佳,这也是石墨烯应用在锂电导电剂领域的原因之一。
2、如果是氧化石墨烯可能是绝缘体,因为特殊的强酸氧化制备工艺使得石墨烯片层缺陷多,官能团多,电子和声子传导都受到影响,导致导电导热性能下降,氧化程度越高,导电性能越差。
3、还有一种说法,石墨烯是各向异性的,其面向导电性好,垂直面向的导电性相对较差,但也不至于差到绝缘。所以石墨烯绝缘说法是不准确的,氧化石墨烯可以绝缘
石墨烯为什么会导电
关于石墨烯非常高的电子迁移率的原因也是由于狄拉克点的存在,由于量子隧穿效应的影响,电子有概率穿过高于自身能量的势场。
对于非相对论条件下的电子无用,正是因为在粒子在石墨烯中可以完全隧穿,使得石墨烯中的空穴与电子可以拥有非常长的自由程。
也是因此石墨烯的电子运动几乎不受声子碰撞的影响,这使得电子运动受温度的影响非常小,同时在强场下电子的迁移率也保持得比一般材料好。