Wissenschaft

Elektrische und thermische Leitfähigkeit von Diamant

Es gibt zwei Arten von Leitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit ist ein Maß dafür, wie gut ein Material Wärme leitet. Die elektrische Leitfähigkeit drückt aus, wie gut ein Stoff Elektrizität leitet. Ein Diamant hat eine charakteristische thermische und elektrische Leitfähigkeit, die verwendet werden kann, um ihn von anderen Materialien zu unterscheiden und Verunreinigungen in einem echten Diamanten zu identifizieren .

 

Einzigartige Mineralqualitäten

Die meisten Diamanten sind äußerst effiziente Wärmeleiter, aber elektrische Isolatoren. Diamant leitet Wärme aufgrund der starken kovalenten Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen in einem Diamantkristall gut. Die Wärmeleitfähigkeit von natürlichem Diamant liegt bei etwa 22 W / (cm · K), wodurch der Diamant fünfmal besser Wärme leitet als Kupfer. Die hohe Wärmeleitfähigkeit kann verwendet werden, um Diamant von Zirkonia und Glas zu unterscheiden. Moissanit, eine kristalline Form von Siliciumcarbid, die Diamant ähnelt, hat eine vergleichbare Wärmeleitfähigkeit. Moderne thermische Sonden können zwischen Diamant und Moissanit unterscheiden, da Moissanit an Popularität gewonnen hat.

Der spezifische elektrische Widerstand der meisten Diamanten liegt in der Größenordnung von 10 11 bis 10 18 Ω · m. Die Ausnahme ist natürlicher blauer Diamant, der seine Farbe durch Borverunreinigungen erhält, die ihn auch zu einem Halbleiter machen. Mit Bor dotierte synthetische Diamanten sind ebenfalls Halbleiter vom p-Typ. Mit Bor dotierter Diamant kann beim Abkühlen unter 4 K zu einem Supraleiter werden. Bestimmte natürliche blaugraue Diamanten, die Wasserstoff enthalten, sind jedoch keine Halbleiter.

Mit Phosphor dotierte Diamantenfilme, die durch chemische Gasphasenabscheidung hergestellt werden, sind Halbleiter vom n-Typ. Abwechselnd mit Bor und Phosphor dotierte Schichten erzeugen pn-Übergänge und können zur Erzeugung von UV-emittierenden Leuchtdioden (LEDs) verwendet werden.

Similar Posts

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.