半導體硅是什麼材料
❶ 為什麼硅是半導體
硅是半導體的原因：
硅原子的核外電子第一層有2個電子，第二層有8個電子，達到穩定態。最外層有4個電子即為價電子，它對硅原子的導電性等方面起著主導作用。硅晶體中沒有明顯的自由電子，能導電，但導電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導體性質。
簡介：
硅是一種化學元素，它的化學符號是Si，舊稱矽。原子序數14，相對原子質量28.0855，有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體，屬於元素周期表上第三周期，IVA族的類金屬元素。硅也是極為常見的一種元素，然而它極少以單質的形式在自然界出現，而是以復雜的硅酸鹽或二氧化硅的形式，廣泛存在於岩石、砂礫、塵土之中。硅在宇宙中的儲量排在第八位。在地殼中，它是第二豐富的元素，構成地殼總質量的26.4%，僅次於第一位的氧（49.4%）。
物理性質：
有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體。晶體硅為灰黑色，無定形硅為黑色，密度2.32-2.34克/立方厘米，熔點1410℃，沸點2355℃，晶體硅屬於原子晶體。不溶於水、硝酸和鹽酸，溶於氫氟酸和鹼液。硬而有金屬光澤。
晶胞類型：立方金剛石型；
晶胞參數：20℃下測得其晶胞參數a=0.543087nm；
顏色和外表： 深灰色、帶藍色調；
採用納米壓入法測得單晶硅（100）的E為140～150GPa；
電導率：硅的電導率與其溫度有很大關系，隨著溫度升高，電導率增大，在1480℃左右達到最大，而溫度超過1600℃後又隨溫度的升高而減小。
化學性質：
硅有明顯的非金屬特性，可以溶於鹼金屬氫氧化物溶液中，產生（偏）硅酸鹽和氫氣。
硅原子位於元素周期表第IV主族，它的原子序數為Z=14，核外有14個電子。電子在原子核外，按能級由低硅原子到高，由里到外，層層環繞，這稱為電子的殼層結構。硅原子的核外電子第一層有2個電子，第二層有8個電子，達到穩定態。最外層有4個電子即為價電子，它對硅原子的導電性等方面起著主導作用。
正因為硅原子有如此結構，所以有其一些特殊的性質：最外層的4個價電子讓硅原子處於亞穩定結構，這些價電子使硅原子相互之間以共價鍵結合，由於共價鍵比較結實，硅具有較高的熔點和密度；化學性質比較穩定，常溫下很難與其他物質（除氟化氫和鹼液以外）發生反應；硅晶體中沒有明顯的自由電子，能導電，但導電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導體性質。
加熱下能同單質的鹵素、氮、碳等非金屬作用，也能同某些金屬如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶於一般無機酸中，可溶於鹼溶液中，並有氫氣放出，形成相應的鹼金屬硅酸鹽溶液，於赤熱溫度下，與水蒸氣能發生作用。
應用領域：
1、高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導體；摻入微量的第VA族元素，形成n型半導體。p型半導體和n型半導體結合在一起形成p-n結，就可做成太陽能電池，將輻射能轉變為電能。在開發能源方面是一種很有前途的材料。另外廣泛應用的二極體、三極體、晶閘管、場效應管和各種集成電路（包括人們計算機內的晶元和CPU）都是用硅做的原材料。
2、金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結，製成金屬陶瓷復合材料，它耐高溫，富韌性，可以切割，既繼承了金屬和陶瓷的各自的優點，又彌補了兩者的先天缺陷。可應用於軍事武器的製造。第一架太空梭「哥倫比亞號」能抵擋住高速穿行稠密大氣時摩擦產生的高溫，全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。
3、光導纖維通信，最新的現代通信手段。用純二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纖維。激光可在玻璃纖維的通路里，發生無數次全反射而向前傳輸，代替了笨重的電纜。光纖通信容量高，一根頭發絲那麼細的玻璃纖維，可以同時傳輸256路電話；而且它還不受電、磁的干擾，不怕竊聽，具有高度的保密性。光纖通信將會使21世紀人類的生活發生革命性巨變。
4、性能優異的硅有機化合物。例如有機硅塑料是極好的防水塗布材料。在地下鐵道四壁噴塗有機硅，可以一勞永逸地解決滲水問題。在古文物、雕塑的外表，塗一層薄薄的有機硅塑料，可以防止青苔滋生，抵擋風吹雨淋和風化。天安門廣場上的人民英雄紀念碑，便是經過有機硅塑料處理表面的，因此永遠潔白、清新。
5、由於有機硅獨特的結構，兼備了無機材料與有機材料的性能，具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質，並具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性，廣泛應用於航空航天、電子電氣、建築、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫療等行業，其中有機硅主要應用於密封、粘合、潤滑、塗層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。隨著有機硅數量和品種的持續增長，應用領域不斷拓寬，形成化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系，許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的。
6、硅可以提高植物莖稈的硬度，增加害蟲取食和消化的難度。盡管硅元素在植物生長發育中不是必需元素，但它也是植物抵禦逆境、調節植物與其他生物之間相互關系所必需的化學元素。
❷ 半導體硅材料的介紹
半導體硅材料(semiconctor silicon)是最主要的元素半導體材料，包括硅多晶、硅單晶、矽片、硅外延片、非晶硅薄膜等，可直接或間接用於制備半導體器件。
❸ 為什麼晶元要用硅作為半導體材料，而不用其他的
理論上所有半導體都可以作為晶元材料，但是硅的性質穩定、容易提純、儲存量巨大等等性質，是所有半導體材料中，最適合做晶元的。
在晶體管（二極體、三極體等等）未發明之前，初期電子計算機使用的是電子管，但是電子管體積巨大、功耗高、壽命短；人類第一台電子計算機使用18000個電子管，重30噸，佔地150平方米，耗電功率高達150千瓦，但是其運算能力遠遠趕不上如今的一台掌上計算機。
其中硅因為擁有眾多優良特性，使得硅成為晶元的主要材料：
（1）硅元素的含量巨大，地球元素中僅次於氧元素（地球元素含量排行：氧>硅>鋁>鐵>鈣>鈉>鉀……）。
（2）硅元素提純技術成熟，製作成本低，最初晶體管使用鍺作為晶元材料，是因為當初硅元素的提純技術不成熟，如今硅的提純可以達到99.999999999%。
（3）硅元素的性質穩定，包括化學性質和物質性質，比如鍺做成晶體管，當溫度達到75℃以上時，其導電率有較大變化，而且做成PN結後鍺的反向漏電流比硅大，這對晶元的穩定性非常不利。
（4）硅本身是無毒無害的物質，我們常見的很多石頭都含有二氧化硅（SiO2）。
❹ 請問"硅"是什麼材料
硅guī（台灣、香港稱矽xī）是一種化學元素，它的化學符號是Si，舊稱矽。原子序數14，相對原子質量28.09，有無定形和晶體兩種同素異形體，同素異形體有無定形硅和結晶硅。屬於元素周期表上IVA族的類金屬元素。 晶體結構：晶胞為面心立方晶胞。 晶體硅為鋼灰色，無定形硅為黑色，密度2.4克／立方厘米，熔點1420℃，沸點2355℃，晶體硅屬於原子晶體，硬而有光澤，有半導體性質。硅的化學性質比較活潑，在高溫下能與氧氣等多種元素化合，不溶於水、硝酸和鹽酸，溶於氫氟酸和鹼液，用於造制合金如硅鐵、硅鋼等，單晶硅是一種重要的半導體材料，用於製造大功率晶體管、整流器、太陽能電池等。硅在自然界分布極廣，地殼中約含27.6％， 結晶型的硅是暗黑藍色的，很脆，是典型的半導體。化學性質非常穩定。在常溫下，除氟化氫以外，很難與其他物質發生反應。 硅的用途： ①高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導體；摻入微量的第VA族元素，形成n型和p型半導體結合在一起，就可做成太陽能電池，將輻射能轉變為電能。在開發能源方面是一種很有前途的材料。另外廣泛應用的二極體、三極體、晶閘管和各種集成電路（包括我們計算機內的晶元和CPU)都是用硅做的原材料。 ②金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結，製成金屬陶瓷復合材料，它耐高溫，富韌性，可以切割，既繼承了金屬和陶瓷的各自的優點，又彌補了兩者的先天缺陷。 可應用於軍事武器的製造第一架太空梭「哥倫比亞號」能抵擋住高速穿行稠密大氣時摩擦產生的高溫，全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。 ③光導纖維通信，最新的現代通信手段。用純二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纖維，激光在玻璃纖維的通路里，無數次的全反射向前傳輸，代替了笨重的電纜。光纖通信容量高，一根頭發絲那麼細的玻璃纖維，可以同時傳輸256路電話，它還不受電、磁干擾，不怕竊聽，具有高度的保密性。光纖通信將會使 21世紀人類的生活發生革命性巨變。 ④性能優異的硅有機化合物。例如有機硅塑料是極好的防水塗布材料。在地下鐵道四壁噴塗有機硅，可以一勞永逸地解決滲水問題。在古文物、雕塑的外表，塗一層薄薄的有機硅塑料，可以防止青苔滋生，抵擋風吹雨淋和風化。天安門廣場上的人民英雄紀念碑，便是經過有機硅塑料處理表面的，因此永遠潔白、清新。 有機硅化合物，是指含有Si-O鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物，習慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與硅原子相連接的化合物也當作有機硅化合物。其中，以硅氧鍵（-Si-0-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷，是有機硅化合物中為數最多，研究最深、應用最廣的一類，約占總用量的90%以上。 由於有機硅獨特的結構，兼備了無機材料與有機材料的性能，具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質，並具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性，廣泛應用於航空航天、電子電氣、建築、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫療等行業，其中有機硅主要應用於密封、粘合、潤滑、塗層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。隨著有機硅數量和品種的持續增長，應用領域不斷拓寬，形成化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系，許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的。 有機硅材料按其形態的不同，可分為：硅烷偶聯劑（有機硅化學試劑）、硅油（硅脂、硅乳液、硅表面活性劑）、高溫硫化硅橡膠、液體硅橡膠、硅樹脂、復合物等。 分布 硅主要以化合物的形式,作為僅次於氧的最豐富的元素存在於地殼中，約佔地表岩石的四分之一，廣泛存在於硅酸鹽和硅石中。 制備 工業上，通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而製得。 這樣製得的硅純度為97~98%，叫做金屬硅。再將它融化後重結晶，用酸除去雜質，得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。如要將它做成半導體用硅，還要將其轉化成易於提純的液體或氣體形式，再經蒸餾、分解過程得到多晶硅。如需得到高純度的硅，則需要進行進一步的提純處理。 同位素 已發現的硅的同位素共有12種，包括硅25至硅36，其中只有硅28，硅29，硅30是穩定的，其他同位素都帶有放射性。 用途 硅是一種半導體材料，可用於製作半導體器件和集成電路。還可以合金的形式使用(如硅鐵合金)，用於汽車和機械配件。也與陶瓷材料一起用於金屬陶瓷中。還可用於製造玻璃、混凝土、磚、耐火材料、硅氧烷、硅烷。
❺ 半導體材料是硅還是二氧化硅
A．硅（元素符號為來Si）的原自子結構示意圖為
B．純凈的二氧化硅是現代光學及光纖製品的基本原料，二氧化硅是光導纖維的主要成分，故B正確；
C．二氧化硅是H 2 SiO 3 的酸酐，但不溶於水，也與水不反應，故C錯誤；
D．地殼中元素含量的順序由多到少的順序為：氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫等，故D正確；
故選C．
❻ 單晶體硅是半導體材料嗎
硅的單晶體。具有基本完整的點陣結構的晶體。不同的方向具有不同內的性質，是一種容良好的半導材料。純度要求達到99.9999%，甚至達到99.9999999%以上。用於製造半導體器件、太陽能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內拉制而成。
❼ 為什麼硅是半導體
1。硅是不導電的，所以不是導體！
2。硅在有意識的參雜後可以導電，硅的色澤等方面類似於金屬；是一種類似金屬而又不是金屬的物體！
硅叫半導體材料，硅形成二極體，三極體等才叫半導體！