Materiały przewodzące prąd elektryczny

Do materiałów przewodzących prąd elektrycznych zaliczają materiały, w których

istnieją nośniki ładunku, zdolne do swobodnego poruszania się wewnątrz materiału.

Przewodniki prądu elektrycznego dzielą na przewodniki pierwszego i drugiego rodzaju. Do

przewodników pierwszego rodzaju odnoszą przewodniki w których nośnikami ładunku są

elektrony (w półprzewodnikach nośnikami są jeszcze i dziury). Do przewodników drugiego

rodzaju zaliczają przewodniki z jonowym przewodnictwem.

Metale

Najlepszymi przewodnikami (oprócz nadprzewodników) elektryczności są metale.

Metale stanowią liczną grupę materiałów, do której należy prawie 75% wszystkich

pierwiastków oraz wiele związków i stopów tych pierwiastków. Wszystkie one wykazują

dużo wspólnych właściwości, spośród których można wymienić:

 nośnikami ładunków elektrycznych w metalach są wolne elektrony, które tworzą „gaz

elektronowy”;

 dość duża i prawie niezależna od temperatury koncentracja elektronów

przewodnictwa;

 duże przewodnictwo elektryczne (przewodność elektryczna



metali jest zawarta w

granicach

9

6

10

10



S/m.);

 silna absorpcja światła, sprawiająca, iż metale są nieprzezroczyste i mają

charakterystyczny połysk;

 podatność (plastyczność) na zmiany kształtu.

Właściwości metali są związane z charakterem wiązania metalicznego. Jego istotą jest

oddziaływanie między „kolektywizowanymi” elektronami przewodnictwa z siecią jonów

dodatnich. Znaczna energia wiązania metalicznego (200 ÷ 800 kJ/mol) zapewnia dużą

trwałość materiału, tj. przeważnie wysoką temperaturę topnienia i wrzenia, dużą

wytrzymałość i twardość, a dzięki bezkierunkowości wiązania dobrą plastyczność.

Wiązanie metaliczne nie wykazuje żadnego ukierunkowania ani wysycania. W

związku z tym liczba najbliższych sąsiadów jest ograniczona tylko możliwościami

geometrycznymi. Tym tłumaczy się ten fakt, że metali mają struktury krystaliczne o

najgęstszym upakowaniu czyli struktury o dużej liczby najbliższych sąsiadów (dużej liczby

koordynacyjnej). Większość jednoskładnikowych metali ma strukturę heksagonalną, lub

131

regularną centrowaną powierzchniowo z liczbą koordynacyjną równą 12 albo strukturę

regularną centrowaną przestrzennie, z liczbą koordynacyjną równą 8 (rys.12.1).

a)

b)

c)

Rys.12.1. Podstawowe struktury struktur metalicznych

Przewodnictwo metali nie zależy od liczby walencyjnych elektronów atomów, z

których tworzy się pasmo przewodnictwa, ale od liczby elektronów, dla których w górnym

paśmie przewodnictwa występuje dostateczna liczba wolnych stanów energetycznych.

Przewodnictwo elektryczne zależy od temperatury – ogrzewanie metalu powoduje

zmniejszenie przewodności, czyli zwiększenie oporu elektrycznego i to jest związane z tym,

że ze wzrostem temperatury rośnie amplituda drgań jonów w sieci krystalicznej, a to

powoduje, że elektrony częściej napotykają na swej drodze jony metalu i tracą częściowo

energie kinetyczną, która zwiększa energię oscylacji jonów metalu sieci krystalicznej, przez

co rośnie temperatura metalu (ciepło Joule’a-Lenza).

Obecność w kryształach metali zanieczyszczeń i różnego rodzaju defektów narusza

idealną strukturę kryształów co powoduje wzrost liczby ośrodków rozpraszających elektrony,

a zatem doprowadza do zmniejszenia przewodnictwa.

Metaloidy

Metaloidy (inna nazwa półmetale) to są materiały, które posiadają własności

pośrednie między metalami i niemetalami. Zaliczają do nich

As

(arsen),

At

(astat), B (bor),

Ge

(german),

Si

(krzem),

Te

(tellur), czasami

Al

(glin),

Po

(polon) i P (fosfor).

Półmetale mają szereg cech fizycznych takich, jak połysk, wysokie temperatury topnienia.

Ale mają gorsze przewodnictwo elektryczne i cieplne niż metali.

Struktury krystaliczne metaloidów, w odróżnienie od zwykłych metali nie odnoszą się

do struktur o ciasnym upakowaniu i charakteryzują się anizotropią ich właściwości

fizycznych. W punktu widzenia budowy struktury pasmowej pólmetale mają pasma dość

skomplikowanego kształtu z nakrywającymi się na siebie pasmami walencyjnymi i

przewodnictwa.

132

Materiały zawierające pierwiastki metaloidów mogą również posiadać właściwości

półmetalów, jeżeli w ich strukturę pierwiastki metaloidów tworzą warstwy. Przykładami są

związki

As

(arsenu) z metalami grup przejściowych.

Metale amorficzne

Fizyka metali amorficznych wciąż jest dość szybko rozwijającą się nauką.

Zainteresowanie metalami amorficznymi jest spowodowane ich niezwykłymi

właściwościami. Ich mechaniczne własności takie, jak twardość, wytrzymałość na zerwanie i

ścieranie, są kilkakrotnie lepsze niż u najlepszych gatunków stali. Uderzającą jest ich duża

plastyczność, nie spotykana w zwykłych materiałach o dużej twardości. Niezwykle cenna

właściwością metali amorficznych jest ich odporność na korozję. Jest ona skutkiem

jednorodności warstwy przypowierzchniowej, na której tworzy się szczelna powłoka tlenku

chromu lub innego pierwiastka.

Podstawowymi składnikami metali amorficznych są pierwiastki metali przejściowych

żelazu i ziem rzadkich. Jony tych pierwiastków mają własne momenty magnetyczne, wskutek

czego metali amorficzne wykazują silne właściwości magnetyczne. Łatwość namagnesowania

próbki i duży opór elektryczny sprawia, że materiały te szeroko wykorzystują się jako rdzeni

transformatorów i silników.

Proces produkcji metali amorficznych jest znacznie prostszy, niż na przykład proces

produkcji stali. Wytwarza się je bezpośrednie z fazy ciekłej metodą szybkiego ochładzania,

podczas gdy w produkcji stali stosuje się 6-8 stadiów pośrednich.

Superjonowe przewodniki

Przewodniki superjonowe to są ciała stałe, w których przewodność elektryczna,

związana z przemieszczeniem jonów, jest porównywalna (~ 10 S/m) z przewodnością jonową

stopionych soli oraz ciekłych elektrolitów. Typowe przewodniki superjonowe składają się ze

sztywnego i nieruchomego szkieletu. We wnętrzu tego szkieletu znajdują się słabo związane

ze szkieletom jony, które zachowują się podobnie do elektronów w przewodnikach. Podsieć

jonów ruchomych jest mocno zdefektowana, co ułatwia przemieszczenie jonów. Przewodniki

superjonowe znajdują szerokie zastosowanie jako elektrolity stałe w ogniwach

elektrochemicznych nowej generacji.

W stosunku do tego jakim jest szkielet przewodnika superjonowego rozróżniają:

 Superjonowe przewodniki o strukturze krystalicznej.
 Superjonowe przewodniki o strukturze amorficznej albo szkliste.
 Polimerowe superjonowe przewodniki.

133

Niektóre krystaliczne przewodniki superjonowe są przedstawione w tabeli 12.1. W tych

materiałach nośnikami ładunku są jony



Li

,

,



Ag



Cu

,



2

O

,



F i



H (proton). W

superjonowych przewodnikach wszystkie ruchome jony dobudowują swoją wewnętrzną

powłokę elektronową do całkowicie zamkniętej (całkowicie obsadzoną przez elektrony), co,

właśnie powoduje, że nośniki ładunku są słabo związane z węzłami sieci i zachowują się

podobnie do swobodnych elektronów w zwykłych przewodnikach.

Tablica 12.1. Przykłady superjonowych przewodników

Materiał

Li

2

CgI

4

 -AgI Ag

4

RbI

5

 -Cu

2

Se

 -CuBr

 -ZrO

2

Przewodność (S/m),

(temperatura,

0

C)

10

(295)

~ 100

(150)

0,21

(22)

11

(150)

500

(480)

11

(1000)

Rozróżniają superjonowe przewodniki z „miękkimi” i „twardymi” karkasami.

Przykładami „miękkich” superjonowych przewodników są materiały z jonowym wiązaniem

takie jak

AgI

,

CuI

,

5

4

RbI

Ag

,

4

2

HgI

Ag

. W ich skład wchodzą jony

Cu

i

Ag

, które

maja dość wysoką polaryzowalność. One wykazują ostre przejście w stan superjonowy

(rys.12.2). Przykładami materiałów z „twardym” karkasem są materiały z kowalentnym

typem wiązania:

5

2

O

V

,

3

2

O

V

,

2

TiS

,

3

WO

,

3

NiPS

. Te materiały wykazują rozmyte

przejście w stan przewodnictwa albo w ogóle nie wykazują stanu przewodnictwa.

Rys.12.2. Zależności temperaturowe jonowego przewodnictwa w niektórych superjonowych
przewodnikach i ciekłych jonowych roztworów. 1-AgCl; 2-CuI; 3-AgBr; 4-PbF

2

; 5-AgI; 6-

Li

4

B

7

O

12

Cl; 7-RbBiF

4

; 8-Li-

 -Al

2

O

3

; 9-Ag

3

SI; 10-Ag

13

(Mo

4

N)

2

I

15

;11-wodny roztwór KOH

(34%); 12-wodny roztwór H

2

SO

4

(35%); 13- Ag

4

RbI

5

Spośród superjonowych przewodników z karkasem krystalicznym wyróżniają

materiały, w skład karkasu którego wchodzą albo nie wchodzą ruchome jony. Przykładem

materiału w którym jony jednego pierwiastku wchodzą w strukturę sztywnego i ruchomego

134

karkasów i powstaje możliwość wymiany jonami ruchomymi, jest

Se

Cu

2

, w którym

ruchomymi są tylko 25% jonów miedzi. Pozostałe jony miedzi wspólnie z jonami selenu

tworzą sztywny karkas. Przy zmniejszeniu ilości jonów miedzi w sztywnym karkasie jony

miedzi karkasu staja się ruchomymi.

W przypadku gdy ruchome jony nie wchodzą w skład karkasu wymiana jonami

pomiędzy podukładem ruchomych jonów i karkasem jest niemożliwa. Przykładem takiego

materiału jest

AgI

(rys.12.3), w którym jony jodu tworzą stabilny karkas, a jony srebra są

ruchome względem tego karkasu.

a)

b)

Rys.12.3. a) – struktura

AgI

; b) – przejście fazowe w stan superjonowy

W temperaturze pokojowej ten związek jest mieszaniną dwóch faz -

AgI





i

AgI





ze strukturą odpowiednio

mc

P

3

6

i

m

F 3

4

. Przy temperaturze 147

0

C obserwuje

się przejście fazowe w nową fazę o strukturze regularnej (grupa przestrzenna I

m

m3

)

(rys.12.3.a). W tej fazie

AgI





staje się przewodnikiem superjonowym (rys.12.3b). W

komórce elementarnej tej fazy istnieją 42 pozycje (wakanse), w których mogą znajdować się

dwa jony srebra: 6 pozycji (6b) o oktaedrycznej koordynacji jonami jodu; 12 pozycji (12d) o

tetraedrycznej i 24 pozycji (24h) o trygonalnej koordynacji jonami jodu (rys.12.3a). Przy

przejściu w stan superjonowy jony srebra „skaczą” po tym pozycjom dzięki czemu szybko

wzrasta przewodnictwo elektryczne. Podukład ruchomych jonów srebra można rozważać jako

ciecz, a przejście fazowe

AgI

w



- fazę jako częściowe topnienie kryształu.

135

147°C

Polimery przewodzące

Pierwsze polimery przewodzące prąd elektryczny były nietrwałe, ponadto

nierozpuszczalne i nietopliwe, a przez to źle przetwarzane w technologicznie użyteczne

formy. Obecnie stan nauki o polimerach przewodzących zmienił się radykalnie. Ze względu

na mechanizm przewodzenia wyróżniają trzy rodzaje polimerów przewodzących:

 przewodzące "wzdłuż głównego łańcuchu" - przewodzenie odbywa się w nich

podobnie jak w metalach, dzięki istnieniu pasm przewodnictwa powstających w

wyniku delokalizacji elektronów w wiązaniach chemicznych; polimery tego rodzaju

zawierają zwykle układy sprzężonych wiązań wielokrotnych;

 przewodzące poprzez mechanizm tworzenia tzw. kompleksów z przeniesieniem

ładunku; polimery tego rodzaju zawierają grupy boczne o strukturze kompleksów

zdolnych do przenoszenia ładunku;

 przewodzące jonowo zwane polielektrolitami, w których jony są transportowane przez

kanały występujące między łańcuchami polimerów.

Polimery przewodzące znajdują zastosowanie w diodach elektroluminescencyjnych

(fotodiody), tranzystorach polowych, ogniwach fotowoltaicznych, kolorowych organicznych

wyświetlaczach elektroluminescencyjnych (OLED) do telefonów komórkowych, komputerów

przenośnych, odtwarzaczy multimedialnych, w laserach organicznych, sensorach (nos

elektroniczny, biochipy) oraz foliach pochłaniających promieniowanie radarowe i

podczerwone. Te ostatnie posiadają właściwości o znaczeniu militarnym, np. w samolotach

niewidzialnych przez radary czy w tkaninach maskujących żołnierzy przed noktowizorami.

Polimery przewodzące umożliwią otrzymanie układów elektronicznych działających

szybciej niż obecne i zużywających znacznie mniej energii. Rewolucja technologiczna

umożliwi budowę tanich przenośnych palmtopów (kieszonkowych komputerów), świecących

folii, płaskich zwijalnych telewizorów (ekrany takich telewizorów z łatwością można będzie

zawieszać na ścianie, a po użyciu bezpiecznie zwinąć w rolkę).

Polimery przewodzące domieszkowane wykazują wysokie przewodnictwo

elektryczne, zbliżone do przewodnictwa metali. Takie polimery mają zastosowanie w

produkcji trwałych, lekkich termicznie folii o własnościach mechanicznych plastyku, a

przewodzącą prąd prawie tak jak metale.

136

Nadprzewodnictwo

Nadprzewodnictwem

nazywamy zjawisko całkowitego zanikania oporu

elektrycznego pewnych materiałów przy ochładzaniu ich do temperatury bliskiej zeru

bezwzględnemu. Zgodnie z teorią Bardeena-Coopera-Schrieffera (BCS), podstawowym

mechanizmem odpowiedzialnym za nadprzewodnictwo jest tworzenie się związanych ze sobą

par elektronów, które noszą nazwę par Coopera. Parę taką tworzą dwa elektrony o

antyrównoległych spinach. Wiązania elektronów w parach są dosyć słabe, stąd ulegają one

łatwo rozerwaniu gdy nadprzewodnik jest podgrzewany - materiał przechodzi wtedy do stanu

zwykłego przewodnika. Przy przepływie prądu przez nadprzewodnik elektrony związane w

parę nie biorą udziału w procesie rozpraszania, czyli ich przepływ odbywa się bez tarcia. Przy

dużych gęstościach prądu wiązania par mogą ulec rozerwaniu - materiał przejdzie do stanu

normalnego.

Przez długi czas po odkryciu zjawiska nadprzewodnictwa sądzono, że nadprzewodnik

to jedynie doskonały przewodnik, tzn. przewodnik pozbawiony oporu elektrycznego. Okazało

się, że charakteryzuje się on drugą podstawową własnością: jest doskonałym

diamagnetykiem. Niezależnie od tego czy zewnętrzne pole magnetyczne zostało nałożone na

przewodnik przed wejściem w stan nadprzewodnictwa czy po przejściu, indukcja

magnetyczna wewnątrz nadprzewodnika jest zawsze równa zeru. Zjawisko to odkryte w roku

1933 przez Meissnera nazwano zjawiskiem Meissnera.

Mechanizm wypychania strumienia magnetycznego z wnętrza próbki polega na tym,

że w chwili jej przejścia w stan nadprzewodnictwa na powierzchni nadprzewodnika wzbudza

się trwały prąd elektryczny, który wytwarza własne pole magnetyczne, kompensujące do zera

pole magnetyczne istniejące poprzednio wewnątrz materiału. Ten powierzchniowy prąd

elektryczny nazywany jest prądem Meissnera lub prądem ekranującym, jak gdyby ekranuje

wnętrze nadprzewodnika od pola zewnętrznego. Na zewnątrz nadprzewodzącej próbki pole

magnetyczne pochodzące od prądu Meissnera nakłada się na pole pierwotne i tworzy wspólne

pole wypadkowe - linie tego pola wypadkowego opływają próbkę nadprzewodzącą.

W warstwie przypowierzchniowej nadprzewodnika indukcja pola magnetycznego

zmienia się od wartości, która istnieje na zewnątrz nadprzewodnika, do zera w jego głębi,

według funkcji eksponencjalnej:

)

/

exp(

)

0

(

)

(



x

B

x

B





. Odległość



można uważać za

efektywną głębokość wnikania pola magnetycznego. Głębokość wnikania



zależy od

temperatury - gdy temperatura zbliża się do temperatury przejścia w stan nadprzewodzący (

k

T

), głębokość wnikania rośnie. Oznacza to, że w miarę zbliżania się do

k

T

pole

137

magnetyczne stopniowo wnika coraz głębiej w nadprzewodnik i w chwili przejścia w stan

normalny cała objętość nadprzewodnika jest już zajęta przez pole. Głębokość wnikania w

temperaturze zera bezwzględnego

)

0

(



T



jest ważną stałą, charakteryzującą dany

nadprzewodnik Wartość jej zależy od czystości materiału - zwiększa się ze zwiększeniem

koncentracji domieszek. Dla czystych metali

)

0

(



T



jest równa ok. 10

-8

m, dla niektórych

stopów może też być nawet o dwa rzędy większa.

Materiały nadprzewodzące, którymi dysponowali pierwsi badacze nadprzewodnictwa,

charakteryzowały się małymi wartościami indukcji pola krytycznego, rzędu kilkuset gaussów

(1 Gauss = 10

-4

T). Były to czyste metale, jak: ołów, rtęć, cyna, aluminium. W latach

trzydziestych zauważono, że stopy pewnych metali (np. ołów z bizmutem) lub też pewne

związki międzymetaliczne wykazują właściwości nadprzewodzące o znacznie

korzystniejszych parametrach krytycznych Nazwano je nadprzewodnikami "twardymi" lub

nadprzewodnikami "II rodzaju" w odróżnieniu od nadprzewodników "miękkich" (lub "I

rodzaju"), jak nazwano pierwszą grupę nadprzewodników Z czystych metali, z uwagi na

mechanizm występujących w nich zjawisk fizycznych,

Nb

(niob),

V

(wanad) i

Tc

(technet) zalicza się również do nadprzewodników II rodzaju.

Zasadnicza różnica między nadprzewodnikami I i II rodzaju polega na różnym

mechanizmie przewodzenia prądu i zachowywaniu się w stosunku do zewnętrznego pola

magnetycznego. W nadprzewodniku I rodzaju, prąd płynie jedynie w bardzo cienkiej

warstwie na powierzchni nadprzewodnika, o grubości rzędu 10

-8

m. Na tę samą głębokość

wnika pole magnetyczne. W nadprzewodniku II rodzaju pole wnika na głębokość zależną od

wartości indukcji pola.

Dobry materiał nadprzewodzący powinien spełniać cztery wymagania -

charakteryzować się: możliwie wysoką temperaturą krytyczną; możliwie dużym polem

krytycznym; możliwie dużą krytyczną gęstością prądu i łatwą i tanią technologią.

Pierwsze trzy wymagania spełniają jedynie nadprzewodniki II rodzaju. A więc w

praktycznych zastosowaniach jako materiałów nadprzewodzących używa się dzisiaj

wyłącznie nadprzewodników II rodzaju.

W końcu lat 80-tych nastąpiło znaczne przyspieszenie w uzyskiwaniu nowych

materiałów nadprzewodzących. W laboratoriach IBM uzyskano w 1986 roku zjawisko

nadprzewodnictwa w tlenku lantanowo-barowo-miedziowym (

2

2

CuO

Ba

La

x

x



), przy

temperaturze 35 K. Wkrótce zaobserwowane nadprzewodnictwo w związku

x

O

Cu

YBa



6

3

2

w temperaturze 90

0

K, a więc powyżej temperatury ciekłego azotu.

138

Materiały węglowe

Zdaniem wielu naukowców przyszłością elektroniki są materiały na bazie węgla, a

dokładniej jego odmian, czyli grafitu i diamentu. Już nie tylko nanorurki węglowe i fullereny

są typowane na następców materiałów dotychczas używanych w elektronice - odkrywane są

też nowe odmiany węgla, między innymi grafen, które pod wieloma względami, na przykład

właściwości termicznych i przewodnictwa elektrycznego, przewyższają krzem i miedź.

Nanorurki, fullereny, a zwłaszcza grafen, to stosunkowo „młode” materiały, a ich

właściwości są dopiero poznawane i ciągle zaskakują naukowców. Ze wszystkich

wymienionych odmian węgla zdecydowanie najlepiej poznaną jest diament – prace nad jego

wykorzystaniem na masową skalę w komercyjnych układach elektronicznych trwają już od

ponad 20 lat.

Ze względu na bardzo dużą przewodność cieplną diamentu od dawna prowadzone są

badania nad zastosowaniem tego materiału do zwiększenia możliwości odprowadzania ciepła

w układach elektronicznych. W miarę wzrostu gęstości upakowania układów elektronicznych

cieplne właściwości tlenków krzemu stosowanych w tradycyjnych strukturach SOI (Sillicon

on Insulator) okazują się niewystarczające. Dlatego wprowadzane są modyfikacje, w których

używane są płytki diamentowe.

Naukowcy pracują też nad urządzeniami elektronicznymi opartymi na syntetycznych

diamentach. Domieszkowanie tego izolatora azotem pozwala uzyskać dużą przewodność.

Ponadto domieszki nie są w tym przypadku wprowadzane bezpośrednio do sieci krystalicznej,

ale są umieszczane między nanocząstkami ziaren węgla i dzięki temu nie ulegają przemianie

w grafit. Domieszkowanie oraz modyfikacje tego procesu pozwalają zmieniać przewodność

elektryczną nanokrystalicznych powłok diamentowych o kilka rzędów wielkości.

Fullereny

x

C

(



,

70

,

60



x

) są nową odmianą alotropową węgla. Charakteryzuje je

wytrzymałość na wysokie temperatury i ciśnienie, a domieszkowanie pozwala uzyskać

fullereny o elektrycznych właściwościach izolatorów, półprzewodników, przewodników, a

nawet nadprzewodników. Fullereny domieszkowane metalami alkalicznymi, na przykład

rubidem, stają się przewodnikami, z kolei domieszkowanie potasem, w zależności od jego

ilości, sprawia, że fullereny uzyskują właściwości nadprzewodnictwa lub stają się izolatorem.

Dzięki temu fullereny znalazły zastosowanie w wielu dziedzinach elektroniki. Dotychczas

wykorzystano je na przykład w połączeniu z polimerami w ogniwach słonecznych, w

ogniwach paliwowych oraz urządzeniach optoelektronicznych.

139

Nanorurki węglowe, czyli struktury w kształcie pustych grafitowych walców o

średnicy w granicach kilku nanometrów odkryto nieco później niż fullereny (w 1991 roku).

Właściwości elektryczne nanorurki zależą od ich struktury: średnica i stopień skręcenia

decydują o tym, czy nanorurka jest metalem, czy półprzewodnikiem. Ponadto nanorurki

charakteryzuje bardzo dobra przewodność cieplna. Z punktu widzenia zastosowania

nanorurek w elektronice kluczowa okazuje się jednak zdolność do przewodzenia prądów o

bardzo dużych gęstościach, znacznie przekraczających możliwości innych przewodników.

Na początku 2009 roku naukowcy z uniwersytetu w Manchasterze udowodnili, że

grafen reaguje z innymi substancjami, tworząc nowe struktury o właściwościach szczególnie

użytecznych w elektronice. W ten sposób udało im się uzyskać nowy materiał – grafan,

będący modyfikacją grafenu powstałą w wyniku jego połączenia z wodorem. Uzupełnienie

sieci atomów węgla atomami wodoru nie zmieniło tak charakterystycznej dla grafenu

dwuwymiarowej struktury, jednak diametralnie zmieniło jego właściwości. Nowy materiał

(grafan), w przeciwieństwie do dobrego przewodnika, jakim jest grafen, stał się izolatorem.

Oprócz efektu w postaci nowego materiału odkrycie grafanu dowiodło, że grafen można

modyfikować chemicznie na różne sposoby, co w przyszłości może zaowocować odkryciem

wielu nowych materiałów. Mimo że grafen w czystej postaci jest doskonałym

przewodnikiem, to możliwość wpływania na jego właściwości elektryczne metodami

chemicznymi jest olbrzymią zaletą i w przyszłości znacząco ułatwi konstruowanie urządzeń

elektronicznych. Na przykład okazało się, że grafen naniesiony na materiał utleniony

wykazuje właściwości półprzewodnika, natomiast na materiale uwodornionym ma

właściwości metalu. W przyszłości grafen (i jego odmiany) będzie prawdopodobnie

podstawowym materiałem do budowy superszybkich układów scalonych nowej dziedziny –

nanoelektroniki.

140