為什麼與石墨烯結構類似的氮化硼是不導電的?

時間 2021-05-30 08:21:23

1樓:徵羽

首先,具備下列特性的物質才導電 ①電子導體,以電子載流子為主體的導電,例如Cu,Ag,Au等金屬和石墨。 ②離子導電,以離子載流子為主體的導電,例如NaCl(熔融),NaOH(熔融)。 ③混合型導體,其載流子電子和離子兼而有之。

④除此以外,有些電現象並不是由於載流子遷移所引起的,而是電場作用下誘發固體極化所引起的,例如介電現象和介電材料等。 而六方氮化硼不具有離子,它屬於共價化合物,也不能像石墨一樣導電,石墨能導電是因為它採用sp2雜化方式,有乙個游離電子。而氮化硼採用sp3雜化方式,沒有游離電子,因此它也不作離子導體。

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2樓:Mark Young

其實最簡單的乙個影象,碳原子外層有四個電子,但石墨烯六角蜂窩狀結構每個碳原子近鄰的只有三個原子,剩下乙個價電子不能成鍵,沒被束縛住,因此就可以很容易地在整個石墨烯中運動,所以石墨烯導電。

而氮化硼呢,硼外層有三個價電子,氮有五個,這樣,生成氮化硼以後,不管是氮還是硼,其最外層電子都通過生成共價鍵固定住了,因此就不能在整個固體中自由移動,所以導電性差。

3樓:ASCE

說白了還是庫倫相互作用

形象地來講

①因為B和N排布在一起時形成比較鮮明的對比 B比N要矮一點窮一點醜一點電子這種小女生當然非常喜歡和N待在一起啦即使勉強走了乙個又會有乙個電子湊過來雖說無數個BN排在一起整體看上去電子排布均勻形成大派鍵但其實那些電子還是喜歡和N在一起的

②再加上都是小原子由於核外電子只排布到2p 原子核的束縛能力還是很強的形象地說也就是 N也就只束縛那麼多不會把B原來的小女生搶過來只要搶走乙個B就豁出去了

順便說下我的猜想假設真的有兩個不同的重元素(兩個都是高富帥)這樣互補地排在一起只要晶格常數不是那麼的大那最外層那些電子(外圍的最不受兩個高富帥寵愛的)就很可能會非定域了吧也就導電了

石墨烯的大派鍵導電是因為那真的是均勻的大派鍵電子無所謂跟哪個C(都是乙個人的無數轉殖哪怕這個人不是什麼高富帥也沒得選了)

不過題主最好能從數學上面把前後的邏輯理一下到底能隙是怎麼算出來(量子力學+固體物理)

對稱那個可能更加抽象和晦澀一點我只是知道物理裡面只要有乙個對稱就對應著乙個守恆不知道這裡這個對稱意味著什麼? 不理解怎麼從對稱性推到BN不導電的

4樓:

由於氮化硼含有N,B兩種原子,導致了氮化硼的gap很大。相似的,石墨烯有A,B兩種碳原子,如果在計算時人為的調大A,B兩種sublattice的onsite energy之差,也可以得到一定的gap。由於BN與graphene的晶格常數接近,實驗上把石墨烯放在BN上,兩種晶格相近的晶體在一定的角度下會形成長週期結構,也就是摩爾pattern,這個也是相當有趣的一種現象,有著豐富的物理。

5樓:Raul Peng

Graphene has sublattice symmetry (2 C in a unit cell) which protects the Dirac point in its band structure, and thus is gapless. On the other hand, in BN the sublattice symmetry is broken (1B and 1N in a unit cell), which opens the band gap and makes it insulating.

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