与硅同族的金刚石半导体

摘要

金刚石是碳元素(C)的单质同素异构体之一,为面心立方结构,每个碳原子都以sp^(3)杂化轨道与另外4个碳原子形成σ型共价键,C—C键长为0.154 nm,键能为711 kJ/mol,构成正四面体,是典型的原子晶体,集超硬、耐磨、热传导、抗辐射、抗强酸强碱腐蚀、可变形态(单晶/多晶)等诸多优异性能于一身。行业中时常提及的石墨、富勒烯、碳纳米管、石墨烯和石墨炔,均属碳的同素异形体。碳具有sp^(3)、sp^(2)和sp三种杂化态,通过不同杂化态可形成多种碳的同素异形体,而金刚石则是通过sp^(3)杂化形成。