Silicij je poluvodič
Silicij je poluvodič
Odgovor je: Silicij je poluvodič Rješenje: pravo
Jeste li strastveni za tehnologiju i želite li naučiti više o svijetu poluvodiča? Ako je tako, došli ste na pravo mjesto! Silicij je jedan od najvažnijih i najčešće korištenih poluvodiča u elektronici danas. U ovom postu na blogu istražit ćemo što je silikon i kako djeluje.
Što je silicij?
Silicij je poluvodič s atomskim brojem 14. Na Zemlji se silicij nalazi u raznim elementima, ali najčešće se pojavljuje kao silicij dioksid, silicij nitrid i silicij karbid. Silicij je tvrda, krta, kristalna krutina plavo-sive boje. Silicij je metal s četiri valentna elektrona u krajnjoj vanjskoj orbiti. Kad je silicij čist, on nije vodič u pravom smislu riječi, ali provodi elektricitet pod određenim uvjetima. Silicij se obično koristi u poluvodičkim uređajima, gdje djeluje kao intrinzični poluvodič.
Obilje silicija na Zemlji
Silicij je jedan od najčešćih elemenata na Zemlji i nalazi se u gotovo svim vrstama stijena i tla. Čini 27.7% Zemljine kore i drugi je najzastupljeniji element u kori nakon kisika. Silicij je također sedmi najzastupljeniji element u svemiru i drugi najzastupljeniji element na planetu, nakon kisika. Osim toga, silicij je jedan od najčešće korištenih elemenata u modernoj elektronici i poluvodičkim uređajima. Silicij je poluvodič, što znači da ima sposobnost provođenja struje. To ga čini važnim za uređaje kao što su računalni čipovi i mobiteli jer im omogućuje da funkcioniraju. Silicij se također koristi u drugim elektroničkim uređajima kao što su televizori i računalni monitori.
Atomska struktura silicija
Silicij je plavo-siva kristalna krutina s Mohsovom tvrdoćom 7. To je kemijski element sa simbolom Si i atomskim brojem 14. Silicij je drugi najzastupljeniji element u Zemljinoj kori, čineći oko 8% ukupne mase planeta. Silicij se uglavnom nalazi u stijenama i mineralima, ali ima ga i u vodi i zraku. Silicij se koristi u raznim proizvodima, uključujući napredne poluvodičke uređaje i solarne ćelije.
Svaki atom silicija dijeli četiri elektrona s četiri susjedna atoma silicija. Ovo dijeljenje elektrona rezultira pravilnom, periodičnom strukturom koja se naziva kristalna rešetka, u kojoj svaki atom zauzima određeno mjesto. U elektronici čvrstog stanja, čisti silicij ili germanij mogu se koristiti kao intrinzični poluvodič koji čini početnu točku za proizvodnju. Silicij je također sastavni dio staklenih i keramičkih materijala.
Smatra se da je silicij kozmički proizvod apsorpcije alfa čestica, na temperaturi od oko 109 K, od strane jezgri ugljika-12, kisika-16 i neona-20.
Primjeri poluvodiča
Neki primjeri poluvodiča su silicij, germanij, galijev arsenid i elementi u blizini takozvanog "metalnog stubišta" na periodnom sustavu. Silicij je najčešći i osnovni poluvodički materijal, a koristi se u raznim elektroničkim uređajima. Silicij je ključan za industriju energetske elektronike i koristi se u sklopkama, strujnim krugovima i vratima u elektroničkoj opremi. Silicij se također koristi u solarnim ćelijama, LED svjetlima i ekranima osjetljivim na dodir.
Je li silicij poluvodič?
Da, većina poluvodičkih čipova i tranzistora izrađena je od silicija, koji je poželjna sirovina zbog svog stabilnog sastava i niske cijene. Silicij je element 4. skupine koji pokazuje ponašanje metala i ima XNUMX valentna elektrona u krajnjoj vanjskoj orbitali vezivanja elektrona. Silicij nije vodič u pravom smislu te riječi, ali pod određenim uvjetima provodi elektricitet. Silicij je poluvodič, što znači da ima sposobnost provoditi struju i djelovati kao izolator pod drugim uvjetima. Silicij se obično koristi u poluvodičkim uređajima zbog svojih brojnih svojstava, poput sposobnosti otpornosti na koroziju i toplinu.
Uloga silicija u elektronici
Silicij je poluvodič, što znači da ima sposobnost provoditi struju pod određenim uvjetima i djelovati kao izolator pod drugima. Silicij se primarno koristi za izradu poluvodičkih uređaja, kao što su tranzistori i integrirani krugovi, a njegovo obilje čini ga popularnim materijalom za ove vrste elektronike. Osim toga, silicij se koristi u intrinzičnim poluvodičkim materijalima, koji su ključni za razvoj elektroničkih uređaja u budućnosti.
Kristalna struktura silicija
Kristalna struktura silicija je u obliku dijamanta i sastoji se od dvije primitivne rešetke usmjerene na lice (fcc) koje se preklapaju. Ova kristalna struktura je zajednička svim intrinzičnim poluvodičima. Elektronska svojstva silicija posljedica su rasporeda njegovih elektrona u tim rešetkama.
intrinzični poluvodiči
Unutarnji poluvodič silicij (ili germanij) dopiran je malom količinom 5-valentnih elemenata, poput fosfora i atoma fosfora. Kao rezultat toga, intrinzični poluvodiči ponašaju se kao savršeni izolatori na temperaturama iznad apsolutne nule. Intrinzični poluvodiči često se koriste u poluvodičkim uređajima jer omogućuju nesmetan protok elektrona bez smetnji slobodnih elektrona. Ovo je važno jer omogućuje izradu manjih i bržih elektroničkih uređaja od uređaja izrađenih od materijala poput silicija koji u biti nisu poluvodiči.
Primjena silicija u elektronici
Danas se silicij široko koristi u elektronici zbog malog udjela elementa silicija visoke čistoće koji se koristi u poluvodičkim uređajima. Silicij je uobičajeni poluvodički materijal u mikroelektronici i svim elektroničkim uređajima. Niska cijena silicija razlog je široke primjene Si u elektronici.
Uloga silicija u poluvodičkim elementima
Silicij je poluvodički materijal koji se koristi za proizvodnju uređaja, a također je svojstven mnogim poluvodičkim uređajima. Kristalna struktura silicija i obilje na Zemlji čine ga odličnim izborom za poluvodiče. Lakoća izrade silicija i razmak među pojasevima omogućuju njegovu upotrebu u širokom spektru elektroničkih uređaja. Silicij se također koristi u diodama, tiristorima, IGBT-ovima, MOSFET tranzistorima i drugim poluvodičkim uređajima.
Svojstva silicija
Silicij je čvrsta, ali krhka kristalna krutina, s plavkasto-sivim metalnim sjajem, kao i četverovalentni silicij, tj. njegova valencija je 4. Silicij je svestran materijal s mnogim upotrebama, uključujući proizvodnju silikonskih spojeva i materijala na bazi silikona . Također ima mehanička svojstva posredna između ugljika i germanija, što ga čini korisnim kao poluvodič. Osim toga, silicij ima nižu energiju veze u kristalnom siliciju, što ga čini manje taljivim i mekšim od dijamanta. Konačno, silicij je sastavni dio obnovljivih izvora energije, uključujući solarnu energiju i energiju vjetra.
Koristi silicij
Silicij je metal koji se u izobilju nalazi na mnogim različitim mjestima diljem svijeta i često se koristi u građevinskim materijalima, tranzistorima, računalnim čipovima i solarnim ćelijama. Međutim, njegova najpoznatija uporaba je u elektroničkim uređajima i energetskom sektoru zbog njegovih poluvodičkih svojstava. Silicij se također široko koristi u kozmetičkoj, prehrambenoj i farmaceutskoj industriji. Iako silikon ima mnoge potencijalne buduće upotrebe, važno je imati na umu da je također osjetljiv na oštećenja od ekstremnih temperatura i električnih polja.
silikonski spojevi
Dostupni su različiti silikonski spojevi, svaki sa svojim vlastitim svojstvima i upotrebom. U ovom ćemo se članku usredotočiti na silikonske spojeve i njihova svojstva. Također ćemo raspravljati o upotrebi silicija u obnovljivoj energiji i njegovom potencijalu u budućnosti.
Silicij u obnovljivoj energiji
Silicij je najrašireniji materijal za solarne ćelije zbog svoje prirodne zastupljenosti, stabilnosti, netoksičnosti i dobro uspostavljene rafinacije i obrade. Današnje silicijske solarne ćelije nude kombinaciju visoke učinkovitosti, niske cijene i dugog vijeka trajanja. Očekuje se da će moduli trajati 25 ili više godina. Fotonaponski solarni paneli koriste poluvodičke materijale koji apsorbiraju fotone sunčeve energije i pretvaraju ih u električnu energiju. Dopirani kristalni silicij najčešći je tip solarnih ćelija koji se danas koristi. Međutim, postoji nekoliko obećavajućih materijala za solarne ćelije koji se razvijaju i koji imaju potencijal za poboljšanje trenutne tehnologije solarnih ćelija.
Silikonska budućnost
Budućnost silicijske tehnologije je svijetla. Silicij je bio izvrstan materijal u prošlosti i još uvijek je materijal izbora za mikroelektroničke uređaje. Unatoč širokoj upotrebi, tehnologija silicija još uvijek je u brzom razvoju. Svojstva silikona neprestano se istražuju i stalno se otkrivaju nove upotrebe silikona. Silicij se također koristi u obnovljivim izvorima energije, a njegova budućnost kao ključne komponente u elektroničkim uređajima izgleda vrlo obećavajuće.
