Γιατί ο άνθρακας δεν χρησιμοποιείται ως υλικό ημιαγωγού;
1. Δομή διαμαντιών: Ο καθαρός άνθρακας υπάρχει σε διάφορες μορφές, αλλά η πιο σταθερή και κοινή μορφή είναι το Diamond. Το Diamond έχει πολύ ευρύ κενό συγκροτήματα , που σημαίνει ότι απαιτεί πολλή ενέργεια για να διεγείρει τα ηλεκτρόνια στη ζώνη αγωγιμότητας, καθιστώντας την πολύ φτωχό αγωγό.
2. graphene: Ενώ το graphene, ένα μόνο στρώμα ατόμων άνθρακα που διατάσσεται σε πλέγμα κηρήθρας, είναι ένας εξαιρετικός αγωγός, είναι πολύ δύσκολο να κατασκευαστεί σε μεγάλες ποσότητες. Οι ιδιότητές του είναι επίσης πολύ διαφορετικές από τους παραδοσιακούς ημιαγωγούς.
3. Πλεονεκτήματα του πυριτίου: Το πυρίτιο έχει ένα κενό ζώνης που είναι σωστό για εφαρμογές ημιαγωγών. Είναι άφθονο, φθηνό και έχει διερευνηθεί εκτενώς και βελτιστοποιηθεί εδώ και δεκαετίες. Το πυρίτιο σχηματίζει επίσης σταθερά οξείδια, τα οποία είναι ζωτικής σημασίας για την κατασκευή τρανζίστορ και ολοκληρωμένα κυκλώματα.
Ωστόσο, τα υλικά με βάση τον άνθρακα δεν είναι εξ ολοκλήρου εκτός του πίνακα:
* νανοσωλήνες άνθρακα: Αυτές οι κυλινδρικές δομές των τυλιγμένων φύλλων γραφένιου μπορούν να έχουν εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες, καθιστώντας τους υποσχόμενους υποψηφίους για μελλοντικά ηλεκτρονικά.
* Graphene: Καθώς βελτιώνονται οι διαδικασίες παραγωγής για το graphene, μπορεί να γίνει ένα βιώσιμο εναλλακτικό υλικό ημιαγωγού.
* καρβίδιο πυριτίου (sic): Αν και δεν είναι καθαρός άνθρακας, το SIC είναι ένας σύνθετος ημιαγωγός με σημαντικές δυνατότητες για εφαρμογές υψηλής ισχύος και υψηλής θερμοκρασίας.
Εν ολίγοις, ενώ ο καθαρός άνθρακας δεν είναι ένα πρακτικό υλικό ημιαγωγών προς το παρόν, οι μοναδικές του ιδιότητες καθιστούν μια συναρπαστική περιοχή συνεχούς έρευνας για μελλοντικές τεχνολογικές εφαρμογές.
