Grafene tesina

STRUTTURA

FISICA APPLICAZI

ONI

POLIMORFI GRAFE

SMO NE

APPLICATION GRAPHENE

TRUTTURA DEL GRAFEN

singolo strato Nella

di atomi di

L’atomo di configurazion

carbonio

carbonio è e elettronica

reticolo

l’elemento del carbonio

bidimensiona

fondamentale (Z=6) 1s2 2s2

le (2D) 2p2

esagonale.

Nell’orbitale 1s gli

elettroni sono

sostanzialmente

inerti e non

contribuiscono al

legame chimico.

l’orbitale planare sp2,

che genera il forte

legame covalente. Gli

orbitali sp2 formano

angoli di 120°.

Il restante orbitale

2pz costituisce il

legame pigreco,

responsabile delle

straordinarie

proprietà elettroniche

del grafene.

I TRANSISTOR

Esso è costituito da un cristallo suddiviso in tre

regioni, che posso essere disposte in due modi

diversi:

- Congiunzione n-p-n

- Congiunzione p-n-p

I semiconduttori sono materiali che hanno una

resistività (o anche una conducibilità) intermedia

tra i conduttori e gli isolanti.

Essi sono alla base di tutti i principali dispositivi

IL GRAFENE COME IL

SILICIO

Un atomo di silicio ha 4 elettroni

nello strano più esterno e sono detti

elettroni di valenza.

In un cristallo di silicio ciascuno di

questi elettroni viene condiviso con

uno degli atomi più vicini.

Una coppia di elettroni condivisi da

origine ad un legame covalente

In questo modo per ogni atomo

viene riempito completamente lo

strato più esterno che può

contenere otto elettroni.

Tutti gli elettroni di valenza

sono legati a coppie di atomi

quando T=0 K

Non ci sono elettroni

disponibili per dare luogo a

correnti elettriche

All’aumentare di T un certo

numero di elettroni può

acquistare l’energia sufficiente

per rompere il legame e

quindi può muoversi

liberamente nel cristallo.

In questo modo un legame

rimane incompleto, e

si forma una lacuna.

MOVIMENTO DI UNA

LACUNA

In presenza di un legame

incompleto è possibile che un

elettrone di un atomo vicino vada

ad occupare la lacuna.

In questo modo viene prodotta

una nuova lacuna nell’atomo da

cui proviene l’elettrone.

La lacuna si comporta come una

particella di carica positiva libera

di muoversi attraverso il

cristallo.

Spostamenti di elettroni di

valenza producono un

movimento della lacuna

attraverso un cristallo.

ACCETTORI E DONATOR

L’introduzione nel

cristallo di

impurità.

Questo

procedimento è

detto drogaggio.

accettori donatori

SILICIO DI TIPO P

Gli elementi che hanno 3 elettroni

di valenza sono detti accettori e

determinano un incremento della

concentrazione di lacune.

Il silicio drogato con elementi di

accettori è detto di tipo p.

SILICIO DI TIPO N

Gli elementi che hanno 5

elettroni di valenza sono detti

donatori e determinano un

incremento della concentrazione

di elettroni.

Il silicio drogato con elementi

donatori è detto di tipo n.