ทำไมกระดาษกราไฟท์จึงนำไฟฟ้าได้? หลักการคืออะไร?

ทำไมกระดาษแกรไฟต์จึงนำไฟฟ้าได้?

เนื่องจากกราไฟต์มีประจุที่เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ประจุจึงเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระหลังจากเกิดกระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า จึงสามารถนำไฟฟ้าได้ เหตุผลที่แท้จริงที่กราไฟต์นำไฟฟ้าได้คือ อะตอมคาร์บอน 6 อะตอมใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน 6 ตัว ก่อให้เกิดพันธะ ∏66 ขนาดใหญ่ โดยมีอิเล็กตรอน 6 ตัวและจุดศูนย์กลาง 6 จุด ในวงแหวนคาร์บอนของชั้นกราไฟต์เดียวกัน วงแหวน 6 เหลี่ยมทั้งหมดจะก่อตัวเป็นระบบคอนจูเกต ∏-∏ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในวงแหวนคาร์บอนของชั้นกราไฟต์เดียวกัน อะตอมคาร์บอนทั้งหมดจะก่อตัวพันธะ ∏ ขนาดใหญ่ และอิเล็กตรอนทั้งหมดในพันธะ ∏ ขนาดใหญ่นี้สามารถไหลได้อย่างอิสระในชั้นนี้ ซึ่งเป็นเหตุผลที่กระดาษกราไฟต์สามารถนำไฟฟ้าได้

กราไฟต์เป็นโครงสร้างแบบแผ่นบาง (lamellar) และมีอิเล็กตรอนอิสระที่ไม่ได้ถูกพันธะระหว่างชั้น หลังจากเกิดกระแสไฟฟ้า อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่แบบมีทิศทางได้ สารแทบทุกชนิดนำไฟฟ้าได้ เพียงแต่ขึ้นอยู่กับสภาพต้านทานไฟฟ้าเท่านั้น โครงสร้างของกราไฟต์เป็นตัวกำหนดว่ากราไฟต์มีค่าความต้านทานไฟฟ้าต่ำที่สุดในบรรดาธาตุคาร์บอน

หลักการนำไฟฟ้าของกระดาษกราไฟท์:

คาร์บอนเป็นอะตอมที่มีวาเลนซ์สี่ ในแง่หนึ่ง เช่นเดียวกับอะตอมของโลหะ อิเล็กตรอนชั้นนอกสุดจะสูญหายได้ง่าย คาร์บอนมีอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดน้อยกว่า คาร์บอนมีความคล้ายคลึงกับโลหะมาก จึงมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าในระดับหนึ่ง อิเล็กตรอนอิสระและโฮลที่สอดคล้องกันจะถูกสร้างขึ้น เมื่อรวมกับอิเล็กตรอนชั้นนอกที่คาร์บอนสามารถสูญหายได้ง่าย ภายใต้อิทธิพลของความต่างศักย์ จะเกิดการเคลื่อนที่และเติมเต็มโฮล ทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอน นี่คือหลักการของสารกึ่งตัวนำ