Mae silicon yn lled-ddargludydd
Yr ateb yw: Mae silicon yn lled-ddargludydd. Ateb: iawn
Ydych chi'n angerddol am dechnoleg ac yn awyddus i ddysgu mwy am fyd lled-ddargludyddion? Os felly, rydych chi wedi dod i'r lle iawn! Silicon yw un o'r lled-ddargludyddion pwysicaf a ddefnyddir yn eang mewn electroneg heddiw. Yn y blogbost hwn, byddwn yn archwilio beth yw silicon a sut mae'n gweithio.
Beth yw silicon?
Mae silicon yn lled-ddargludydd gyda rhif atomig 14. Mae silicon i'w gael ar y Ddaear mewn amrywiaeth o elfennau, ond fe'i canfyddir amlaf fel silicon deuocsid, silicon nitrid, a charbid silicon. Mae silicon yn solet crisialog caled, brau, llwydlas. Mae silicon yn fetel ac mae ganddo bedwar electron falens yn yr orbital mwyaf allanol. Pan fydd silicon yn bur, nid yw'n ddargludydd yng ngwir ystyr y gair, ond mae'n dargludo trydan o dan amodau penodol. Defnyddir silicon yn gyffredin mewn dyfeisiau lled-ddargludyddion, lle mae'n gweithredu fel lled-ddargludydd cynhenid.
Digonedd o silicon ar y Ddaear
Silicon yw un o'r elfennau mwyaf cyffredin ar y Ddaear ac mae i'w gael ym mron pob math o graig a phridd. Mae'n ffurfio 27.7% o gramen y Ddaear a dyma'r ail elfen fwyaf niferus yn y gramen ar ôl ocsigen. Silicon hefyd yw'r seithfed elfen fwyaf helaeth yn y bydysawd a'r ail elfen fwyaf helaeth ar y blaned, ar ôl ocsigen. Yn ogystal, silicon yw un o'r elfennau a ddefnyddir fwyaf mewn electroneg fodern a dyfeisiau lled-ddargludyddion. Mae silicon yn lled-ddargludydd, sy'n golygu bod ganddo'r gallu i ddargludo trydan. Mae hyn yn ei gwneud yn bwysig ar gyfer dyfeisiau fel sglodion cyfrifiadur a ffonau symudol oherwydd ei fod yn caniatáu iddynt weithredu. Defnyddir silicon hefyd mewn dyfeisiau electronig eraill megis setiau teledu a monitorau cyfrifiaduron.
Strwythur atomig silicon
Mae silicon yn solid crisialog llwydlas gyda chaledwch Mohs o 7. Mae'n elfen gemegol gyda symbol Si a rhif atomig 14. Silicon yw'r ail elfen fwyaf helaeth yng nghramen y Ddaear, sy'n cyfrif am tua 8% o gyfanswm màs y blaned . Mae silicon i'w gael yn bennaf mewn creigiau a mwynau, ond mae hefyd i'w gael mewn dŵr ac aer. Defnyddir silicon mewn amrywiaeth o gynhyrchion, gan gynnwys dyfeisiau lled-ddargludyddion uwch a chelloedd solar.
Mae pob atom silicon yn rhannu pedwar electron gyda phedwar atom silicon cyfagos. Mae'r rhannu hwn o electronau yn arwain at adeiledd cyfnodol rheolaidd o'r enw dellt grisial, lle mae pob atom mewn safle penodol. Mewn electroneg cyflwr solet, gellir defnyddio silicon pur neu germaniwm fel y lled-ddargludydd cynhenid sy'n ffurfio man cychwyn gweithgynhyrchu. Mae silicon hefyd yn rhan o wydr a deunyddiau ceramig.
Credir bod silicon yn gynnyrch cosmig o amsugno gronynnau alffa, ar dymheredd o tua 109 K, gan niwclysau carbon-12, ocsigen-16 a neon-20.
Enghreifftiau lled-ddargludyddion
Rhai enghreifftiau o lled-ddargludyddion yw silicon, germanium, a gallium arsenide, elfennau ger yr hyn a elwir yn “grisiau metelaidd” yn y tabl cyfnodol. Silicon yw'r deunydd lled-ddargludyddion mwyaf cyffredin a sylfaenol, a ddefnyddir mewn amrywiaeth o ddyfeisiau electronig. Mae silicon yn hanfodol i'r diwydiant electroneg pŵer ac fe'i defnyddir mewn switshis, cylchedau a gatiau mewn offer electronig. Defnyddir silicon hefyd mewn celloedd solar, LEDs, a sgriniau cyffwrdd.
A yw silicon yn lled-ddargludydd?
Ydy, mae'r rhan fwyaf o sglodion lled-ddargludyddion a transistorau yn cael eu gwneud o silicon, sef y deunydd crai a ffafrir oherwydd ei gyfansoddiad sefydlog a chost isel. Silicon yw'r 4eg grŵp elfen sy'n arddangos ymddygiad metel ac mae ganddo XNUMX electron falens yn yr orbital bondio electronau mwyaf allanol. Nid yw silicon yn ddargludydd yng ngwir ystyr y gair, ond mae'n dargludo trydan o dan amodau penodol. Mae silicon yn lled-ddargludydd, sy'n golygu bod ganddo'r gallu i ddargludo trydan a gweithredu fel ynysydd o dan amodau eraill. Defnyddir silicon yn gyffredin mewn dyfeisiau lled-ddargludyddion oherwydd ei briodweddau niferus, megis ei allu i wrthsefyll cyrydiad a gwres.
Rôl silicon mewn electroneg
Mae silicon yn lled-ddargludydd, sy'n golygu bod ganddo'r gallu i ddargludo trydan o dan amodau penodol a gweithredu fel ynysydd o dan eraill. Defnyddir silicon yn bennaf i wneud dyfeisiau lled-ddargludyddion, megis transistorau a chylchedau integredig, ac mae eu digonedd yn ei gwneud yn ddeunydd poblogaidd ar gyfer y mathau hyn o electroneg. Yn ogystal, defnyddir silicon mewn deunyddiau lled-ddargludyddion cynhenid, sy'n hanfodol ar gyfer datblygu dyfeisiau electronig yn y dyfodol.
Strwythur grisial silicon
Mae strwythur grisial silicon yn siâp diemwnt ac mae'n cynnwys dwy dellt cyntefig wyneb-ganolog (fcc) sy'n gorgyffwrdd. Mae'r strwythur grisial hwn yn gyffredin i bob lled-ddargludyddion cynhenid. Mae priodweddau electronig silicon yn deillio o drefniant ei electronau yn y delltau hyn.
lled-ddargludyddion cynhenid
Mae'r silicon lled-ddargludyddion cynhenid (neu germaniwm) wedi'i ddopio â swm bach o elfennau 5-falent, megis ffosfforws, ac atomau ffosfforws. O ganlyniad, mae lled-ddargludyddion cynhenid yn ymddwyn fel ynysyddion perffaith ar dymheredd uwchlaw sero absoliwt. Defnyddir lled-ddargludyddion cynhenid yn aml mewn dyfeisiau lled-ddargludyddion oherwydd eu bod yn caniatáu i electronau lifo'n rhydd heb ymyrraeth gan electronau rhydd. Mae hyn yn bwysig oherwydd ei fod yn caniatáu adeiladu dyfeisiau electronig sy'n llai ac yn gyflymach na dyfeisiau wedi'u gwneud o ddeunyddiau fel silicon nad ydynt yn lled-ddargludyddion yn ei hanfod.
Y defnydd o silicon mewn electroneg
Heddiw, defnyddir silicon yn eang mewn electroneg oherwydd y ffracsiwn bach o silicon elfennol purdeb uchel a ddefnyddir mewn dyfeisiau lled-ddargludyddion. Mae silicon yn ddeunydd lled-ddargludyddion cyffredin mewn microelectroneg a phob dyfais electronig. Pris isel silicon yw pam mae Si yn cael ei ddefnyddio'n eang mewn electroneg.
Rôl silicon mewn dyfeisiau lled-ddargludyddion
Mae silicon yn ddeunydd lled-ddargludyddion a ddefnyddir ar gyfer gweithgynhyrchu dyfeisiau, yn ogystal â bod yn gynhenid i lawer o ddyfeisiau lled-ddargludyddion. Mae strwythur crisialog Silicon a digonedd ar y Ddaear yn ei gwneud yn ddewis lled-ddargludyddion gwych. Mae rhwyddineb saernïo a bandgap o silicon yn caniatáu iddo gael ei ddefnyddio mewn amrywiaeth o ddyfeisiau electronig. Defnyddir silicon hefyd mewn deuodau, thyristorau, IGBTs, transistorau MOSFET, a dyfeisiau lled-ddargludyddion eraill.
Priodweddau silicon
Mae silicon yn solid crisialog caled ond brau sydd â llewyrch metelaidd llwydlas-las.Mae silicon hefyd yn tetravalent, sy'n golygu mai ei falens yw 4. Mae silicon yn ddeunydd amlbwrpas â llawer o ddefnyddiau, gan gynnwys wrth weithgynhyrchu cyfansoddion silicon a deunyddiau sy'n seiliedig ar silicon. Mae ganddo hefyd briodweddau mecanyddol canolraddol rhwng carbon a germaniwm, gan ei wneud yn ddefnyddiol fel lled-ddargludydd. Yn ogystal, mae gan silicon egni bond is mewn silicon crisialog, gan ei gwneud yn llai tawdd ac yn feddalach na diemwnt. Yn olaf, mae silicon yn rhan o ffynonellau ynni adnewyddadwy, gan gynnwys solar a gwynt.
Defnyddiau silicon
Mae silicon yn fwyn helaeth a geir mewn llawer o wahanol leoedd ledled y byd, ac fe'i defnyddir yn aml mewn deunyddiau adeiladu, transistorau, sglodion cyfrifiadurol a chelloedd solar. Fodd bynnag, mae ei ddefnydd mwyaf enwog mewn dyfeisiau electronig a'r sector ynni oherwydd ei briodweddau lled-ddargludol. Mae silicon hefyd yn cael ei ddefnyddio'n helaeth yn y diwydiannau cosmetig, bwyd a fferyllol. Er bod gan silicon lawer o ddefnyddiau posibl yn y dyfodol, mae'n bwysig cofio ei fod hefyd yn agored i niwed o dymheredd eithafol a meysydd trydan.
cyfansoddion silicon
Mae amrywiaeth o gyfansoddion silicon ar gael, pob un â'i set ei hun o briodweddau a defnyddiau. Yn yr erthygl hon byddwn yn canolbwyntio ar gyfansoddion silicon a'u priodweddau. Byddwn hefyd yn trafod defnyddiau silicon mewn ynni adnewyddadwy a'i botensial ar gyfer y dyfodol.
Silicon mewn ynni adnewyddadwy
Silicon yw'r deunydd a ddefnyddir fwyaf ar gyfer celloedd solar oherwydd ei ddigonedd naturiol, sefydlogrwydd, di-wenwyndra, a mireinio a phrosesu sefydledig. Mae celloedd solar silicon heddiw yn cynnig cyfuniad o effeithlonrwydd uchel, cost isel, a bywyd hir. Disgwylir i'r modiwlau bara 25 mlynedd neu fwy. Mae paneli solar ffotofoltäig yn defnyddio deunyddiau lled-ddargludyddion sy'n amsugno ffotonau o ynni solar a'u trosi'n ynni trydanol. Silicon crisialog dop yw'r math mwyaf cyffredin o gell solar a ddefnyddir heddiw. Fodd bynnag, mae yna nifer o ddeunyddiau celloedd solar addawol yn cael eu datblygu sydd â'r potensial i wella technoleg celloedd solar cyfredol.
Dyfodol silicon
Mae dyfodol technoleg silicon yn ddisglair. Roedd silicon yn ddeunydd hynod ddiddorol yn y gorffennol ac mae'n dal i fod yn ddeunydd o ddewis ar gyfer dyfeisiau microelectroneg. Er gwaethaf ei ddefnydd eang, mae technoleg silicon yn dal i gael ei ddatblygu'n gyflym. Mae priodweddau silicon yn cael eu harchwilio'n gyson, ac mae defnyddiau newydd ar gyfer silicon yn cael eu darganfod drwy'r amser. Defnyddir silicon hefyd mewn ffynonellau ynni adnewyddadwy, ac mae ei ddyfodol fel elfen allweddol mewn dyfeisiau electronig yn edrych yn addawol iawn.
