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半导体为什么不用炭用硅

发布时间: 2021-03-12 13:14:46

Ⅰ 为什么不用碳做半导体

碳有很多同素异形体,也不是每种异形体都可以导电,典型的石墨导电是因为在石墨结构(SP2杂化,不规则六棱柱晶体结构堆积)中存在广泛的离域电子(派电子),电子可以自由移动所以可以导电。但金刚石则不能导电,因为此时的碳杂化是严格的Sp3的,没有自由移动的电子,且空间利用度较大,也就不能通过改良填充形成导电体因此不具有导电性。

(1)半导体为什么不用炭用硅扩展阅读:

应用领域

碳对于现有已知的所有生命系统都是不可或缺的,没有它,生命不可能存在。

除食物和木材以外的碳的主要经济利用是烃(最明显的是石油和天然气)的形式。原油由石化行业在炼油厂通过分馏过程来生产其他商品,包括汽油和煤油。

纤维素是一种天然的含碳的聚合物,从棉、麻、亚麻等植物中获取。纤维素在植物中的主要作用的维持植物本身的结构。来源于动物的具有商业价值的聚合物包括羊毛、羊绒、丝绸等都是碳的聚合物,通常还包括规则排列在聚合物主链的氮原子和氧原子。

碳及其化合物多种多样。碳还能与铁形成合金,最常见的是碳素钢;石墨和黏土混合可以制用于书写和绘画的铅笔芯,石墨还能作为润滑剂和颜料,作为玻璃制造的成型材料,用于电极和电镀、电铸,电动马达的电刷,也是核反应堆中的中子减速材料;焦炭可以用于烧烤、绘图材料和炼铁工业;宝石级金刚石可作为首饰,工业用金刚石用于钻孔、切割和抛光,以及加工石头和金属的工具。

半导体在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体主要运用在收音机、电视机和测温上。半导体是指一种导电性可控,范围从绝缘体到导体之间的材料。从科学技术和经济发展的角度 来看,半导体影响着人们的日常工作生活,直到20世纪30年代这一材料才被学界所认可。

Ⅱ 为什么半导体材料多采用硅而不是其他

一、解析原因

这与硅本身的原子结构等物理特性有关。一般来说,常温下导电能力很强的物体称为导体,导电能力很弱的物体称为绝缘体,导电能力介于导体与绝缘体之间的称为半导体,硅、锗、砷化镓等物体的导电能力介于导体与绝缘体之间,故称为半导体。(并不像一楼说的硅长得像金属又不是金属所以叫半导体。。囧。。,石墨不是金属但导电能力很强所以也是导体。。)
在半导体中掺入适量杂质(如硼、磷等),可大大提高半导体的导电能力,称为掺杂半导体(不掺入任何杂质的半导体称为本征半导体),现在所用的电子元件中绝大多数(甚至全部)都是掺杂半导体

二、补充说明

1、

常温下,

单质硅有两种同素异形体,

一种为暗棕色无定形粉末,

可用镁使二氧化硅还原

而得,性质比较活泼,能够在空气中燃烧,称为无定形硅;另一种为性质稳定的结晶硅,呈

暗黑蓝色,可用炭在电炉中使二氧化硅还原而得。

常温下,固态质脆,熔点1687K(1414℃),沸点3173K(2900℃),摩尔体积12.06×10^-6m……3/mol,密度为2.33g/cm^3,本征载流子浓度1.5×10^10cm^-3,电阻率为2300Ω·m。

2、

三、材料资源

1、

https://www..com/link?url=FyhLpFao9OPBHga_-JZnarLacUzHMoRKi_&ie=utf-8&f=8&tn=61089049_pg&wd=%E4%B8%BA%E4%BB%80%E4%B9%88%E7%A1%85%E8%83%BD%E5%BD%93%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93&inputT=4827&bs=%E7%A1%85%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93

2、http://wenku..com/link?url=Uz-sw8T6FZ0lSyitQ7GMsbz5vkOaP_yXLTmDy

Ⅲ 为什么计算机里的芯片都要用如硅 这类的半导体,而不用金属。什么物理化学原理

晶体硅是半导体,空穴导电原理,导电能力介于导体和绝缘体之间,所以电路中需要半导体做各种元件,比如很多种二极管等等。简单地说,如果电路中全是铜等金属,姑且不论完成各种功能,电路也会因为短路不成立的。

Ⅳ 为什么芯片要用硅作为半导体材料,而不用其他的

理论上所有半导体都可以作为芯片材料,但是硅的性质稳定、容易提纯、储存量巨大等等性质,是所有半导体材料中,最适合做芯片的。

在晶体管(二极管、三极管等等)未发明之前,初期电子计算机使用的是电子管,但是电子管体积巨大、功耗高、寿命短;人类第一台电子计算机使用18000个电子管,重30吨,占地150平方米,耗电功率高达150千瓦,但是其运算能力远远赶不上如今的一台掌上计算机。


其中硅因为拥有众多优良特性,使得硅成为芯片的主要材料:

(1)硅元素的含量巨大,地球元素中仅次于氧元素(地球元素含量排行:氧>硅>铝>铁>钙>钠>钾……)。

(2)硅元素提纯技术成熟,制作成本低,最初晶体管使用锗作为芯片材料,是因为当初硅元素的提纯技术不成熟,如今硅的提纯可以达到99.999999999%。

(3)硅元素的性质稳定,包括化学性质和物质性质,比如锗做成晶体管,当温度达到75℃以上时,其导电率有较大变化,而且做成PN结后锗的反向漏电流比硅大,这对芯片的稳定性非常不利。

(4)硅本身是无毒无害的物质,我们常见的很多石头都含有二氧化硅(SiO2)。

Ⅳ 的半导体材料多数是硅,为什么采用硅而不是别的材料

晶体硅半导体空穴导电原理导电能力介于导体绝缘体间所电路需要半导体做各种元件比种二极管等等简单说电路全铜等金属姑且论完各种功能电路短路立

Ⅵ 同样是4个自由电子,为啥半导体器件都用硅而不用碳

所谓半导体是指导电能力介于导体和绝缘体之间的物质,半导体主要有硅,锗,砷化镓.
而碳不是半导体.

Ⅶ 为什么半导体一般用硅做材料而不是碳

碳的石墨和无定形形式是良导体、金刚石形式是绝缘体,均不是半导体

Ⅷ 为何芯片要用硅作为半导体材料,怎么不用其他的

理论上所有半导体都可以作为芯片材料,但是硅的性质稳定、容易提纯、储存量巨大等等性质,是所有半导体材料中,最适合做芯片的。

在晶体管(二极管、三极管等等)未发明之前,初期电子计算机使用的是电子管,但是电子管体积巨大、功耗高、寿命短;人类第一台电子计算机使用18000个电子管,重30吨,占地150平方米,耗电功率高达150千瓦,但是其运算能力远远赶不上如今的一台掌上计算机。

其中硅因为拥有众多优良特性,使得硅成为芯片的主要材料:

(1)硅元素的含量巨大,地球元素中仅次于氧元素(地球元素含量排行:氧>硅>铝>铁>钙>钠>钾……)。

(2)硅元素提纯技术成熟,制作成本低,最初晶体管使用锗作为芯片材料,是因为当初硅元素的提纯技术不成熟,如今硅的提纯可以达到99.999999999%。

(3)硅元素的性质稳定,包括化学性质和物质性质,比如锗做成晶体管,当温度达到75℃以上时,其导电率有较大变化,而且做成PN结后锗的反向漏电流比硅大,这对芯片的稳定性非常不利。

(4)硅本身是无毒无害的物质,我们常见的很多石头都含有二氧化硅(SiO2)。

Ⅸ 各位大侠我想问一下,为什么制造芯片的底一定要用到硅,找个塑料壳或别的东西代替

楼主问题的关键在于为什么制造芯片要采用“硅”而不是其他材料,专这就与硅的特性,往大了说是属半导体的特性有关,而其他材料不具备这种特性。
那半导体有什么特性是制造计算机芯片所需要的呢?众所周知,计算机语言是一种二进制语言,简单来说就是由0与1,是与否,与门与非门组成的语言,而半导体材料可以进行不同掺杂性形成pn结,使其具有整流特性实现电路的与或非门,即逻辑表达。其他材料则不能很好的实现或无法实现这一特性。这就是为什么制造芯片要采用硅而非其他材料了。

Ⅹ 为什么现在的半导体元件用的都是硅

早年或最初的半导体材料都是用锗。如我国锗类晶体管就是3A系列和3B系列。二极管是回答2A系列。上世纪6,7十年代有半导体收音机基本上都是锗材料。
锗材料的致命弱点就是温度稳定性很差。三极管漏电流很大,门限电压很低0.1V左右。当大规模集成电路时。这些都是致命的缺点。
至于题主用金属与非金属的概念套散热性能并不合适。锗虽属金属元素,但其导电性属于半导体。

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