tällä Wikipedia-sivulla eri materiaalien sähkönjohtavuus on annetaan kolmannessa sarakkeessa ($ \ sigma \ text {(S / m) 20} ^ \ circ \ text {C} $). Olen kiinnostunut kohdasta Hiili (grafiitti) :
- 2 $ – 3 $ \ kertaa 10 ^ 5 \ teksti {S / m} \ perp \ teksti {perustaso} $
- $ 3,3 kertaa 10 ^ 2 \ teksti {S / m} \ rinnakkainen \ teksti {tyvitaso} $
Miksi johtavuus on matalampi tason kanssa samansuuntainen kuin suuntaan kohtisuorassa?
Olen yllättynyt näiden $ \ sigma $ -arvojen suhteellisista suuruuksista, koska ajattelin, että yksi hämmästyttävistä grafeenin – atomigrafiittikerroksen – asioista oli, että sen johtavuus sisään taso (ts. yhdensuuntainen perustason kanssa) on erittäin korkea. Odotan samanlaisen suuntauksen olevan samanlainen kuin grafiitin perustaso.
Onko sinulla ehdotuksia lukemista varten, jotta voin ymmärtää tämän?
Vastaa
Hyvä saalis – olet aivan oikeassa. Tämä on virhe Wikipedia-sivulla, kuten pikatarkistus siinä mainitulla viitteellä vahvistaa. Arvot ovat väärin.
Muutetaan nyt …
Muokattu lisäämään: tämä tietysti herättää kysymyksen miksi sen pitäisi olla tällä tavalla. Hieman käsin aaltoileva vastaus on, että aivan kuten bentseenissä, $ p_z $-Orbitaalit ovat päällekkäin kunkin grafeenilevyn sisällä siten, että kunkin hiilen myötävaikuttama elektroni siirtyy tälle tasolle (muut kolme on sidottu kolmeen $ \ sigmaan dollarin joukkovelkakirjat). Joten tämä on tavallaan konjugaatio, mutta koko 2D-tason yli renkaan tai yksittäisen atomiketjun ympärillä. Toisaalta, grafeenilevyt ovat melko kauempana toisistaan kuin arkin sisällä olevat kovalenttisesti sitoutuneet atomit (kuten saatat odottaa, koska levyt ovat vain heikosti sitoutuneita van der Waalsin vuorovaikutusten kautta), joten päällekkäisyys vähenee huomattavasti ja johtaminen on paljon vaikeampi.
Täydellisempi vastaus perustuisi grafiitin elektronisen taajuusrakenteen tutkimukseen, joka on aktiivinen tutkimusalue ja joka ei kuulu tämän vastauksen piiriin!
Kommentit
- Jatkotoimena miksi sähkönjohtavuus on suurempi yhdensuuntaisesti?
- Sinä oletti, että jo kysymyksessäsi, miksi?