第四百一十六章:軌道雜化-石墨烯帶隙問題(第2/3頁)
章節報錯
但優異的效能背後自然有著缺點。
除了大規模生產石墨烯非常困難且昂貴外,墨烯與氧氣和熱量(共同)具有很高的反應性。
由於石墨烯具有良好的導熱效能,但其本身並不那麼穩定,儘管後面科學家找了使用cvd這種可以生產大量的石墨烯方法。
但是無法在有氧環境中穩定存在是石墨烯巨大的缺點,包括韓元製備成的石墨烯單晶晶圓材料。
如果它在高溫下與氧氣反應,會導致生成氧化石墨烯,該氧化石墨烯會破壞石墨烯本身的效能,直至失去導電效能。
這對於石墨烯材料來說,可以說是一個致命的缺點了。
畢竟如果使用石墨烯製造成碳基晶片的話,不可能不商業化應用。
而商業化應用,你不可能給每一塊晶片都配備一個無氧環境或者真空環境。
且不說需要耗費的金錢和資源,就對環境要求度極高的晶片這一塊來說,那根本就不實用。
針對這個缺點,各國的專家都在尋找彌補的辦法,但迄今為止,依然沒有什麼穩定有效的彌補方式。
而透過軌道雜化技術,可以有效的彌補這個缺點。
因為雜化後的電子軌道與原來相比在角度分佈上更加集中,從而使它在與其他原子的原子軌道成鍵時重疊的程度更大,形成的共價鍵更加牢固。
這樣一來,透過雜化軌道技術處理後的石墨烯材料將不再懼怕有氧和高溫的環境。
當然,雜化軌道技術也不是沒有缺點的。
首先,在1931年提出軌道雜化理論後,這項理論和技術過來接近一百年依舊沒有完全成熟。
儘管目前的雜化軌道技術已經應用到了各種分子化合物上,甚至已經編寫到了初高中化學教材中。
但不可否認的是,無論是理論還是技術,都沒有形成自己的閉環。
目前各國研究中的雜化軌道中還只用了能量最接近的價層軌道,比如有機物中的c原子只用它的2s和2p。
可是單純用兩三個軌道根本不滿足軌道雜化完備基的要求。
華國是目前在碳基晶片上走的最遠的國家,相關的研究人員也並不是沒有考慮過使用‘雜化軌道技術’來給碳基晶片提升穩定性。
但很遺憾的是,這項技術在國內甚至在整個世界目前都並不被重視,精通這方面的人極其稀少。
儘管這項技術誕生了兩個諾貝爾化學獎,但依舊屬於冷門專業。
這可能是諾貝爾獎大喊冤枉的兩次吧,畢竟獲得了諾貝爾獎的專業,基本上在後續的一些年內都會引起全世界的關注和投資。
但軌道雜化理論並沒有,在2010年以前,全世界開設這門專業的學校很少。
少到一個什麼程度呢?
大概就是你學了這門專業,然後走到博士階段的話,你的導師可能就是諾獎大佬或者說是諾獎大佬的弟子了。
嗯,大概就人才稀缺到這個程度了。
不過後面隨著重要性的提升,軌道雜化這門課程已經廣泛起來了,甚至有些專業,比如分子化學,理論化學還將其設成了必修課。
不過學這玩意的人,還是很少。
不過這也不能怪軌道雜化理論,因為這玩意學起來實在太難了。
初高中階段還好,著實很簡單,只要掌握了vsepr、泡利不相容原理、洪特規則這幾個,會寫1s2s2p、三種晶胞就夠了。
但到了大學階段,這玩意的難度性質就像要一個文科生弄懂實變函式+泛函分析+拓撲學+抽象代數一樣。
簡直讓人絕望。
都說數學物理讓人掉頭髮,讓人地中海,但你想學懂這玩意,掉頭髮的速度比你去少林出家還要快。
再加軌道雜化理論不明,目前在學術界幾乎是僅僅用來描述幾何形狀或環境,找工作太難,所以學的人幾乎沒什麼。
除此之外,過分地強調雜化的其他“重要性”,還有一定的可能會對未來學習化學造成不必要的“彎路”。
因此即便是學習化學的人,也很少有輔修軌道雜化理論的。
學習的人少,理論未成熟閉環這是第一點。
第二點則是在第一點下面衍生出來的。