เหตุใดกระดาษกราไฟต์จึงนำไฟฟ้าได้? หลักการคืออะไร?

เหตุใดกระดาษกราไฟต์จึงนำไฟฟ้าได้?

เนื่องจากกราไฟต์มีประจุเคลื่อนที่อิสระ ประจุเหล่านี้จึงเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระหลังจากได้รับกระแสไฟฟ้า ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า จึงสามารถนำไฟฟ้าได้ เหตุผลที่แท้จริงที่กราไฟต์นำไฟฟ้าได้ก็คือ อะตอมคาร์บอน 6 อะตอมใช้อิเล็กตรอน 6 ตัวร่วมกันเพื่อสร้างพันธะ ∏66 ขนาดใหญ่ที่มีอิเล็กตรอน 6 ตัวและศูนย์กลาง 6 ตัว ในวงแหวนคาร์บอนของชั้นเดียวกันของกราไฟต์ วงแหวน 6 สมาชิกทั้งหมดจะสร้างระบบคอนจูเกต ∏-∏ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในวงแหวนคาร์บอนของชั้นเดียวกันของกราไฟต์ อะตอมคาร์บอนทั้งหมดจะสร้างพันธะ ∏ ขนาดใหญ่ และอิเล็กตรอนทั้งหมดในพันธะ ∏ ขนาดใหญ่นี้สามารถไหลได้อย่างอิสระในชั้นนั้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกระดาษกราไฟต์จึงสามารถนำไฟฟ้าได้

กราไฟต์มีโครงสร้างเป็นแผ่นบางๆ และมีอิเล็กตรอนอิสระที่ไม่ยึดติดระหว่างชั้น เมื่อได้รับกระแสไฟฟ้า อิเล็กตรอนเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ไปในทิศทางต่างๆ ได้ โดยทั่วไปแล้ว สารเกือบทุกชนิดนำไฟฟ้าได้ เพียงแต่ค่าความต้านทานแตกต่างกัน โครงสร้างของกราไฟต์เป็นตัวกำหนดให้กราไฟต์มีค่าความต้านทานต่ำที่สุดในบรรดาธาตุคาร์บอนทั้งหมด

หลักการทำงานของกระดาษกราไฟต์ในการนำไฟฟ้า:

คาร์บอนเป็นอะตอมที่มีวาเลนซ์ 4 ในแง่หนึ่ง เช่นเดียวกับอะตอมของโลหะ อิเล็กตรอนวงนอกสุดจะหลุดออกได้ง่าย คาร์บอนมีอิเล็กตรอนวงนอกสุดน้อยกว่าโลหะ จึงมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้า เมื่ออิเล็กตรอนหลุดออก จะเกิดอิเล็กตรอนอิสระและโฮลขึ้น เมื่อรวมกับอิเล็กตรอนวงนอกที่คาร์บอนหลุดออกได้ง่าย ภายใต้การกระทำของความต่างศักย์ จะเกิดการเคลื่อนที่และเติมเต็มโฮล ทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอน นี่คือหลักการของสารกึ่งตัวนำ