Silicon nîvconductor e
الإجابة هي : السيليكون من اشباه الموصلات الحل : rast
هل أنت متحمس للتكنولوجيا وتتطلع إلى معرفة المزيد عن عالم أشباه الموصلات؟ إذا كان الأمر كذلك، فقد وصلت إلى المكان الصحيح! يعد السيليكون أحد أشباه الموصلات الأكثر أهمية والأكثر استخدامًا في الإلكترونيات اليوم.
في منشور المدونة هذا، سنستكشف ماهية السيليكون وكيف يعمل.
ما هو السيليكون؟
السيليكون هو أحد أشباه الموصلات برقم ذري 14.
يوجد السيليكون على الأرض في مجموعة متنوعة من العناصر، ولكنه يوجد بشكل شائع في صورة ثاني أكسيد السيليكون ونتريد السيليكون وكربيد السيليكون.
السيليكون مادة صلبة بلورية صلبة وهشة ولونها أزرق رمادي.
السيليكون معدن وله أربعة إلكترونات تكافؤ في المدار الأبعد.
عندما يكون السيليكون نقيًا، فإنه لا يكون موصلًا بالمعنى الحقيقي للكلمة، ولكنه يوصل الكهرباء في ظل ظروف معينة.
يستخدم السيليكون بشكل شائع في أجهزة أشباه الموصلات، حيث يعمل بمثابة أشباه موصلات جوهرية.
وفرة السيليكون على الأرض
يعد السيليكون أحد العناصر الأكثر شيوعًا على الأرض ويوجد تقريبًا في كل نوع من الصخور والتربة.
تشكل 27.7٪ من القشرة الأرضية وهي ثاني أكثر العناصر وفرة في القشرة بعد الأكسجين.
يعد السيليكون أيضًا العنصر السابع الأكثر وفرة في الكون وثاني أكثر العناصر وفرة على هذا الكوكب، بعد الأكسجين.
بالإضافة إلى ذلك، يعد السيليكون أحد العناصر الأكثر استخدامًا في الإلكترونيات الحديثة وأجهزة أشباه الموصلات.
السيليكون هو أحد أشباه الموصلات، مما يعني أن لديه القدرة على توصيل الكهرباء.
هذا يجعله مهمًا لأجهزة مثل رقائق الكمبيوتر والهواتف المحمولة لأنه يسمح لها بالعمل.
يستخدم السيليكون أيضًا في الأجهزة الإلكترونية الأخرى مثل أجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر.
التركيب الذري للسيليكون
السيليكون هو مادة صلبة بلورية ذات لون أزرق رمادي وصلابة موس 7.
وهو عنصر كيميائي برمز Si والرقم الذري 14.
السيليكون هو ثاني أكثر العناصر وفرة في قشرة الأرض، ويشكل حوالي 8٪ من الكتلة الكلية للكوكب.
يوجد السيليكون في الغالب في الصخور والمعادن، ولكنه يوجد أيضًا في الماء والهواء.
يستخدم السيليكون في مجموعة متنوعة من المنتجات، بما في ذلك أجهزة أشباه الموصلات المتقدمة وخلايا الطاقة الشمسية.
تشترك كل ذرة في السيليكون بأربعة إلكترونات مع أربع ذرات سيليكون متجاورة.
ينتج عن مشاركة الإلكترونات هذه بنية دورية منتظمة تسمى الشبكة البلورية، حيث تحتل كل ذرة موقعًا محددًا.
في إلكترونيات الحالة الصلبة، يمكن استخدام السيليكون النقي أو الجرمانيوم كأشباه الموصلات الجوهرية التي تشكل نقطة البداية للتصنيع.
يعتبر السيليكون أيضًا أحد مكونات مواد الزجاج والسيراميك.
يُعتقد أن السيليكون منتج كوني لامتصاص جسيمات ألفا، عند درجة حرارة حوالي 109 كلفن، بواسطة نوى الكربون -12، والأكسجين -16، والنيون -20.
أمثلة على أشباه الموصلات
بعض الأمثلة على أشباه الموصلات هي السيليكون والجرمانيوم وزرنيخيد الغاليوم وعناصر بالقرب من ما يسمى “الدرج المعدني” في الجدول الدوري.
السيليكون هو مادة أشباه الموصلات الأكثر شيوعًا وأساسية، ويستخدم في مجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية.
يعد السيليكون أمرًا بالغ الأهمية في صناعة إلكترونيات الطاقة، ويتم استخدامه في المفاتيح والدوائر والبوابات في المعدات الإلكترونية.
يستخدم السيليكون أيضًا في الخلايا الشمسية ومصابيح LED وشاشات اللمس.
هل السيليكون أشباه موصلات؟
نعم، يتم تصنيع معظم رقائق وترانزستورات أشباه الموصلات من السيليكون، وهو المادة الخام المفضلة نظرًا لتكوينها المستقر والتكلفة المنخفضة.
السيليكون هو عنصر المجموعة الرابع عشر الذي يظهر سلوك الفلزات وله 4 إلكترونات تكافؤ في المدار الأبعد لربط الإلكترون.
السيليكون ليس موصلًا بالمعنى الحقيقي للكلمة، لكنه يوصل الكهرباء في ظل ظروف معينة.
السيليكون هو أشباه موصلات، مما يعني أن لديه القدرة على توصيل الكهرباء والعمل كعازل في ظل ظروف أخرى.
يشيع استخدام السيليكون في أجهزة أشباه الموصلات نظرًا لخصائصه العديدة، مثل قدرته على مقاومة التآكل والحرارة.
دور السيليكون في الإلكترونيات
السيليكون هو أشباه موصلات، مما يعني أن لديه القدرة على توصيل الكهرباء في ظل ظروف معينة والعمل كعازل تحت ظروف أخرى.
يستخدم السيليكون بشكل أساسي في صناعة أجهزة أشباه الموصلات، مثل الترانزستورات والدوائر المتكاملة، ووفرة هذه الأجهزة تجعله مادة شائعة لهذه الأنواع من الإلكترونيات.
بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام السيليكون في مواد أشباه الموصلات الجوهرية، والتي تعد ضرورية لتطوير الأجهزة الإلكترونية في المستقبل.
الهيكل البلوري للسيليكون
إن التركيب البلوري للسيليكون على شكل ماسي ويتكون من شبكتين بدائيتين متداخلين مركزهما الوجه (fcc).
هذا التركيب البلوري شائع لجميع أشباه الموصلات الجوهرية.
تعود الخصائص الإلكترونية للسيليكون إلى ترتيب إلكتروناته في هذه المشابك.
أشباه الموصلات الجوهرية
السيليكون أشباه الموصلات الجوهرية (أو الجرمانيوم) مخدر بكمية صغيرة من العناصر ذات 5 التكافؤ، مثل الفوسفور، وذرات الفوسفور.
نتيجة لذلك، تتصرف أشباه الموصلات الجوهرية كعوازل مثالية عند درجات حرارة أعلى من الصفر المطلق.
غالبًا ما تستخدم أشباه الموصلات الجوهرية في أجهزة أشباه الموصلات لأنها تسمح للإلكترونات بالتدفق بحرية دون تدخل الإلكترونات الحرة.
هذا مهم لأنه يسمح ببناء أجهزة إلكترونية أصغر وأسرع من الأجهزة المصنوعة من مواد مثل السيليكون التي ليست في جوهرها أشباه الموصلات.
استخدام السيليكون في الإلكترونيات
اليوم، يستخدم السيليكون على نطاق واسع في الإلكترونيات بسبب جزء صغير من عنصر السيليكون عالي النقاء المستخدم في أجهزة أشباه الموصلات.
السيليكون مادة شبه موصلة شائعة في الإلكترونيات الدقيقة وجميع الأجهزة الإلكترونية.
انخفاض سعر السيليكون هو سبب استخدام Si على نطاق واسع في الإلكترونيات.
دور السيليكون في أجهزة أشباه الموصلات
السيليكون هو مادة شبه موصلة مستخدمة لتصنيع الجهاز، فضلاً عن كونها جوهرية للعديد من أجهزة أشباه الموصلات.
تجعل البنية البلورية للسيليكون ووفرة على الأرض خيارًا رائعًا لأشباه الموصلات.
تسمح سهولة تصنيع السيليكون وفجوة نطاقه باستخدامه في مجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية.
يستخدم السيليكون أيضًا في الثنائيات، الثايرستور، IGBT، الترانزستورات MOSFET، وأجهزة أشباه الموصلات الأخرى.
خواص السيليكون
السيليكون مادة صلبة بلورية صلبة لكنها قابلة للكسر، ولها بريق معدني رمادي مزرق، وكذلك السيليكون رباعي التكافؤ، أي أن تكافؤها هو 4.
السيليكون مادة متعددة الاستخدامات لها العديد من الاستخدامات، بما في ذلك في تصنيع مركبات السيليكون والمواد القائمة على السيليكون.
كما أن لها خصائص ميكانيكية متوسطة بين الكربون والجرمانيوم، مما يجعلها مفيدة كأشباه موصلات.
بالإضافة إلى ذلك، يحتوي السيليكون على طاقة رابطة منخفضة في السيليكون البلوري، مما يجعله أقل ذوبانًا وأكثر نعومة من الماس.
أخيرًا، يعد السيليكون أحد مكونات مصادر الطاقة المتجددة، بما في ذلك الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
استخدامات السيليكون
السيليكون معدن وفير يوجد في العديد من الأماكن المختلفة حول العالم، وغالبًا ما يستخدم في مواد البناء، والترانزستورات، ورقائق الكمبيوتر، والخلايا الشمسية.
ومع ذلك، فإن استخدامه الأكثر شهرة هو في الأجهزة الإلكترونية وقطاع الطاقة نظرًا لخصائصه شبه الموصلة.
يستخدم السيليكون أيضًا على نطاق واسع في صناعات مستحضرات التجميل والأغذية والأدوية.
في حين أن للسيليكون العديد من الاستخدامات المستقبلية المحتملة، فمن المهم أن تضع في اعتبارك أنه أيضًا عرضة للتلف من درجات الحرارة القصوى والمجالات الكهربائية.
مركبات السيليكون
هناك مجموعة متنوعة من مركبات السيليكون المتاحة، ولكل منها مجموعة من الخصائص والاستخدامات الخاصة بها.
في هذه المقالة سوف نركز على مركبات السيليكون وخصائصها.
سنناقش أيضًا استخدامات السيليكون في الطاقة المتجددة وإمكانياتها في المستقبل.
السيليكون في الطاقة المتجددة
السيليكون هو المادة الأكثر استخدامًا للخلايا الشمسية نظرًا لوفرة الطبيعة، والاستقرار، وعدم السمية، والتكرير والمعالجة الراسخة.
توفر الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون حاليًا مزيجًا من الكفاءة العالية والتكلفة المنخفضة والعمر الطويل.
من المتوقع أن تستمر الوحدات النمطية لمدة 25 عامًا أو أكثر.
تستخدم الألواح الشمسية الكهروضوئية مواد شبه موصلة تمتص فوتونات الطاقة الشمسية وتحولها إلى طاقة كهربائية.
يعتبر السيليكون البلوري المخدر أكثر أنواع الخلايا الشمسية شيوعًا المستخدمة اليوم.
ومع ذلك، هناك العديد من مواد الخلايا الشمسية الواعدة التي يجري تطويرها والتي لديها القدرة على تحسين تكنولوجيا الخلايا الشمسية الحالية.
مستقبل السيليكون
مستقبل تكنولوجيا السيليكون مشرق.
كان السيليكون مادة رائعة في الماضي ولا يزال المادة المفضلة للأجهزة الإلكترونية الدقيقة.
على الرغم من استخدامها على نطاق واسع، لا تزال تقنية السيليكون تخضع لتطور سريع.
يتم استكشاف خصائص السيليكون باستمرار، ويتم اكتشاف استخدامات جديدة للسيليكون في كل وقت.
يستخدم السيليكون أيضًا في مصادر الطاقة المتجددة، ويبدو مستقبله كمكون رئيسي في الأجهزة الإلكترونية واعدًا للغاية.
