第四百一十七章：碳基晶片的離子摻雜(第2/4頁)

如果在銀中加入稀土元素，效能就更加優良。用這種加稀土元素的銀製作的接觸點，壽命可以延長好幾倍。

除此之外，在感光材料，化學化工材料、殺菌材料等方面也都有相當廣泛的用途。

比如攝影膠捲、相紙、x光膠片、熒光資訊記錄片、電子顯微鏡照相軟片和印刷膠片就應用了大量的氯化銀。

這是種效能相當優異的材料。

而隨著韓元的解釋，各國的專家也恍然明白為什麼石墨烯單晶晶圓中要使用銀離子來進行摻雜。

原因有兩個。

第一個是銀離子在透過離子注入手段滲入到石墨烯單晶晶圓裡面後, 會摻雜在碳晶格里面, 進而提升攙雜區的導電方式。

就如矽基晶片中進行摻雜磷、硼這些離子一樣。

原理一樣, 只不過的是, 石墨烯單晶材料的性質和單晶矽晶圓的性質完全不同。

第二個也是更重要一個是，單質銀離子在透過離子注入機注入到石墨烯單晶材料裡面後，透過特定的條件，會形成碳化銀離子。

在正常情況下，銀是不會和碳反應的，即便是反應了，也會生成銀化碳，化學表示式為ag2c2。

也就是說碳原子和銀原子並不是直接結合的，或者說，此時這兩種元素甚至都沒有以標準的原子形式存在，更接近於一種離子化合物。

這種銀碳形成的離子化合物，除了用來製造銀碳複合材料水溶液製備電化學電容外，並沒有太大的用途。

除了ag2c2（碳化銀）外，還有一種碳奈米管—銀複合奈米材料，但那並不是發化合物，甚至都不是離子化合結構，僅僅是人工加工出來的物品，對於石墨烯單晶晶圓的加工並沒有什麼意義。

這次韓元使用銀離子來給石墨烯單晶晶圓進行離子摻雜，其整個過程中使用了軌道雜化技術。

透過計算，可以在一定的溫度、壓強以及其輔助催化材料的作用下，銀離子會和石墨烯單晶中的一部分碳原子進行雜化。

在這個過程中，碳原子可以利用它的s軌道和p軌道透過雜化作用和銀離子形成σ鍵。

除此之外，碳原子還能利用剩餘的p軌道進行互相疊加，透過pπpπ相互作用形成多重鍵。

在σ鍵以及pπpπ相互作用形成多重鍵的作用下，形成碳銀雜化軌道離子會與其他未參與作用的碳原子牢牢結合，穩定石墨烯單晶晶圓，為石墨烯單晶晶圓提供一定效能的耐熱能力，以及加強石墨烯單晶材料的導電效能。

這就是銀離子注入後的基本用途。

至於矽離子的用途，那就更簡單了。

如果說銀離子的注入，一部分作用可以理解為將高速公路修的更寬敞更平穩，讓電子在上面奔跑更加安全的話；那麼矽離子的注入，就是給這條高速公路修了收費站。

它控制著電子這輛車該去哪裡，不該去哪裡。

別忘記了石墨烯單晶材料雖然優秀，但它本身是有一個致命缺點的。

那就是石墨烯的帶隙問題。

這個問題對於碳基晶片來說可是超級致命級別的缺點。

就好像全國的高速公路沒有出入口，沒有收費站一樣，所有的汽車（電子）會在上面到處亂串。

高純度的碳化矽晶材本身就是一種效能相當優異的半導體材料。

而矽離子注入到石墨烯單晶材料中後，會與裡面的碳原子形成穩定的碳化矽結構。

和摻雜銀離子一樣，透過特殊手段，碳原子可以利用它的s軌道和p軌道透過雜化作用和矽離子形成σ鍵，也能在pπpπ相互作用形成多重鍵，起到穩定石墨烯單晶晶圓的作用。

除此之外，矽離子因為本身電子的特性，它除了碳原子具備的s軌道和p軌道外，還多出來一個d軌道。