Citat:
Ursprungligen postat av pissoar
Kan någon förklara för mig vad det är för kristallstruktur som grafit har och varför just denna struktur begränsar konduktiviteten jämfört med den tvådimensionella grafenstrukturen? Vad är det för bindningar mellan grafenlagren i grafiten?
Grafen består av kolatomer bundna via sp^2-hybridiserade orbitaler, vilka därmed bildar en tvådimentionell hexagonal struktur, tänk honungkaksmönster. Grafit är som sagt lager av grafen, dessa lager hålls i hopp av Van der Waals krafter. Enkelt sagt är sp^2-bindingar kol-kol väldigt starka, medan Van der Waals är en svag dito.
Skillnaden i krafter kan åskådliggöras genom att notera att grafit är ett bra smörjmedel, lagrerna glider lätt emellan varandra då enbart svaga bindingar finns. De till sp^2 närbesläktade sp^3-bindningarna kol-kol som finns i diamant står samtidigt till svars för det faktum att diamant är ett av de hårdaste ämnen vi har.
Det som gör grafenet speciellt är att dess struktur ger upphov till så kallade diracpunkter, där energibandens energi är linjer mot vågvektorn. Detta ger i sin tur masslösa elektroner. (Vanligen för halvledare E=p^2/2m men i grafen E=v|p|, p = moment, v =elektronhastighet)
Känner du dig klokare?