Mae silicon yn lled-ddargludydd

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. Ar y Ddaear, mae silicon i'w gael mewn amrywiaeth o elfennau, ond yn fwyaf cyffredin mae'n digwydd fel silicon deuocsid, silicon nitrid, a charbid silicon. Mae silicon yn solet caled, brau, crisialog gyda lliw llwydlas. Mae silicon yn fetel gyda phedwar electron falens yn yr orbit 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 ynni solar.

Mae pob atom silicon yn rhannu pedwar electron gyda phedwar atom silicon cyfagos. Mae rhannu electronau fel hyn yn arwain at adeiledd cyfnodol, rheolaidd a elwir yn dellt grisial, lle mae pob atom mewn lleoliad 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 elfen 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

Mae rhai enghreifftiau o lled-ddargludyddion yn silicon, germanium, gallium arsenide, ac elfennau ger yr hyn a elwir yn "grisiau metelaidd" ar y tabl cyfnodol. Silicon yw'r deunydd lled-ddargludyddion mwyaf cyffredin a sylfaenol, ac fe'i defnyddir 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, goleuadau LED, a sgriniau cyffwrdd.

A yw silicon yn lled-ddargludydd?

Ydy, mae'r rhan fwyaf o sglodion lled-ddargludyddion a transistorau wedi'u 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 metelau 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 ei helaethrwydd 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 sy'n gorgyffwrdd â wyneb-ganolog (fcc). 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 electronau rhydd. Mae hyn yn bwysig oherwydd ei fod yn caniatáu adeiladu dyfeisiau electronig yn llai ac yn gyflymach na dyfeisiau wedi'u gwneud o ddeunyddiau fel silicon nad ydynt, yn eu hanfod, yn lled-ddargludyddion.

Y defnydd o silicon mewn electroneg

Heddiw, defnyddir silicon yn eang mewn electroneg oherwydd cyfran fach o'r elfen silicon 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'r rheswm 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 gwych i lled-ddargludyddion. Mae rhwyddineb gwneuthuriad a bandgap Silicon yn caniatáu iddo gael ei ddefnyddio mewn amrywiaeth eang o ddyfeisiau electronig. Defnyddir silicon hefyd mewn deuodau, thyristorau, IGBTs, transistorau MOSFET, a dyfeisiau lled-ddargludyddion eraill.

Priodweddau silicon

Mae silicon yn solid crisialog solet ond brau, gyda llewyrch metelaidd llwydlas-las, yn ogystal â silicon tetravalent, h.y. ei falens yw 4. Mae silicon yn ddeunydd amlbwrpas gyda 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, sy'n ei gwneud yn ddefnyddiol fel lled-ddargludydd. Yn ogystal, mae gan silicon egni bond is mewn silicon crisialog, sy'n ei gwneud yn llai toddi a meddalach na diemwnt. Yn olaf, mae silicon yn rhan o ffynonellau ynni adnewyddadwy, gan gynnwys pŵer solar a gwynt.

Defnyddiau silicon

Mae silicon yn fetel 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 adnabyddus mewn dyfeisiau electronig a'r sector ynni oherwydd ei briodweddau lled-ddargludyddion. 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 y defnydd o silicon mewn ynni adnewyddadwy a'i botensial yn 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 gwych yn y gorffennol ac mae'n dal i fod y deunydd 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.