Hvorfor bruges carbon ikke som halvledermateriale?

1. diamantstruktur: Rent kulstof findes i flere former, men den mest stabile og almindelige form er diamant. Diamond har et meget bredt båndgap , hvilket betyder, at det kræver en masse energi for at begejstre elektroner i ledningsbåndet, hvilket gør det til en meget dårlig dirigent.

2. grafen: Mens grafen, et enkelt lag carbonatomer arrangeret i et honningkaggitter, er en fremragende leder, er det meget vanskeligt at fremstille i store mængder. Dens egenskaber er også meget forskellige fra traditionelle halvledere.

3. Silicons fordele: Silicon har et båndgap, der er lige rigtigt til halvlederanvendelser. Det er rigeligt, billigt og er blevet undersøgt og optimeret gennem årtier. Silicium danner også stabile oxider, som er afgørende for at fremstille transistorer og integrerede kredsløb.

Kulbonbaserede materialer er imidlertid ikke helt væk fra bordet:

* carbon nanorør: Disse cylindriske strukturer af rullede grafenark kan have fremragende elektriske egenskaber, hvilket gør dem til lovende kandidater til fremtidig elektronik.

* grafen: Efterhånden som fremstillingsprocesser til grafen forbedres, kan det blive et levedygtigt alternativt halvledermateriale.

* siliciumcarbid (sic): Selvom det ikke er rent kulstof, er SIC en sammensat halvleder med et betydeligt potentiale for højeffekt og høj temperaturanvendelser.

Kort sagt, mens rent kulstof ikke er et praktisk halvledermateriale på nuværende tidspunkt, gør dets unikke egenskaber det til et fascinerende område med løbende forskning til fremtidige teknologiske anvendelser.