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Graphen - Zero bandgap Semiconductor

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DarkZonk
Beigetreten: 21.12.2008

Moin,

ich habe wirklich extreme schwierigkeiten zu verstehen, warum Graphen ein Zero-Bandgap Semiconductor ist.

In einem Paper habe ich folgendes gefunden:

Graphene
has distinctive nature of its charge carriers, which mimic relativistic particles, considered as
electrons those have lost their rest mass, can be better described with (2 + 1) dimensional Dirac equation
[162]. The band structure of single layer graphene exhibits two bands intersecting at two in equivalent point K and K0 in the reciprocal space. Near these points electronic dispersion resembles
that of the relativistic Dirac electrons. K and K0 are referred as Dirac points where valence and conduction
bands are degenerated, making graphene a zero band gap semiconductor

ich muss sagen, dass ich das einfach mal gar nicht verstehe.

ich versuche das grade für meine masterarbeit zu erklären, aber kriege es gar nicht hin.

die erklärung oben macht für mich gar keinen sinn... verhält sich graphen nicht eigtl vor allem metallisch?

edit: habs gerafft...

wollte aus dem text irgendwie verstehen, warum graphen ein halbleiter ist. der texst erklärt aber nur, warum dieser spezielle halbleiter keine bandgap hat


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1 Antwort
ErgRaider
Beigetreten: 23.03.2005

Hab die Frage erst jetzt entdeckt, vielleicht hilft dir das trotzdem noch etwas.

Die Einteilung in Isolator, Halbleiter und Leiter erfolgt in erster Linie nach der Größe der Bandlücke, also dem Energiebereich zwischen dem letzten besetzten Elektronenzustand (Valenzband) und dem ersten unbesetzten Zustand (Leitungsband). Größenordnungen sind hier Isolator 5eV++, Halbleiter 1eV, Metall 0eV.

Bei Graphen ist es so, dass die Bandlücke eben 0eV beträgt, aber anders als bei herkömmlichen Metallen die Elektronenstruktur an dieser sog. Fermi-Energie sehr speziell ist, d.h. es sind nicht haufenweise Elektronen dort zu finden, sondern nur ein paar mit außergewöhnlichen Eigenschaften. Graphen ist damit ein Leiter und wird sowohl als "zero-bandgap semiconductor" wie auch als "half-metal" bezeichnet.


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