¿Por qué se prefiere principalmente el silicio como material semiconductor? ¿Puedes explicar dando al menos cinco razones?

Sumando a todas las respuestas excelentes anteriores, la brecha de banda del semiconductor de silicio naturalmente se acerca al rango de radiación electromagnética visible (luz visible).

Esta sorprendente propiedad convierte al silicio en el material mejor, más barato y más adecuado para el desarrollo de componentes optoelectrónicos.

Mire la cámara de su teléfono inteligente, que está hecha de una pequeña pieza de detector de silicio C-MOS. ¿Te imaginas nuestro mundo sin cámaras, videos y todo tipo de medios digitales?

Hemos estado observando cambios sorprendentes en los medios visuales, solo por la óptica basada en silicio.

La tecnología de iluminación ha cambiado por completo con la llegada de LED eficientes, compactos y versátiles, hechos de silicio.

Los dispositivos médicos están creciendo con tecnologías ópticas de vanguardia basadas en componentes ópticos de silicio.

Con pequeños ajustes en los procesos de fabricación, el silicio también puede funcionar bien con luz que va desde UV a NIR, que extiende mucho su campo de aplicación.

Hoy en día, las células fotovoltaicas están alimentando hogares en todas partes, pero han estado en el escenario durante mucho tiempo, alimentando estaciones espaciales.

Solo por curiosidad, la arena está hecha de compuestos de silicio.

Bueno, la lista de razones podría crecer exponencialmente.

Por cierto, estoy escribiendo en una pantalla táctil basada en silicio, y mis entradas están siendo procesadas por procesadores basados ​​en silicio.

Cuando presiono “enviar”, una radio basada en silicio transmitirá la información a un sistema de computación en la nube basado en silicio, a través de la red inalámbrica basada en silicio.

Cuando le llegue esta información, la verá en su dispositivo basado en silicio.

Apuesto a que ha retirado su viejo monitor CRT … o, tal vez no haya visto uno, dependiendo de su edad. Con el silicio, los dispositivos electrónicos han cambiado a un ritmo realmente rápido.

Por último, pero no menos importante, busque en Google el historial de cámaras de video y revise las imágenes. Te sorprenderá tanto desarrollo en tan poco tiempo.

Espero que esta respuesta sea divertida y útil 🙂

Mejor

discos compactos

Puede encontrar más datos aquí: la respuesta de Daniel Fishman a ¿Por qué el silicio es un material semiconductor ampliamente utilizado?

Por su formato de pregunta:

  1. Si es barato .
  2. Si tan abundante . Podemos continuar haciendo obleas de Si durante los próximos 100 años.
  3. Si es el tercer material “más conocido” para la ciencia, después del hormigón y el acero.
  4. Podemos oxidar fácilmente o hacer otras modificaciones superficiales al Si . Otros materiales semiconductores requieren procesos mucho más complejos para eso.
  5. Si tienen excelentes propiedades mecánicas y térmicas , en comparación con otros materiales similares.
  6. Respuesta adicional: debido al n. ° 5, podemos hacer obleas de 300 mm (e incluso 450 mm). Y esta es una razón económica ENORME para usar Si.

¡Salud!

Abundante en la tierra

Estable en los procesos de fabricación.

Temperatura de fusión lo suficientemente alta para fines prácticos (el carbono tiene una temperatura de fusión más alta alrededor de 3000 ° C, pero los transistores hechos de diamante podrían ser bastante caros)

Las alternativas al silicio son carbono (como ya se dijo), germanio, estroncio y plomo (además de otras cosas radiactivas o inestables). De todos estos contendientes, el silicio tiene la masa atómica más baja (excepto el carbono, pero este último es mucho más caro), lo que significa que los dispositivos integrados con millones o miles de millones de transistores en el interior son más ligeros

Silicon Valley suena más frío que Carbon Valley

Estoy seguro de que podríamos encontrar más razones con un poco más de investigación.

  1. Las materias primas son abundantes. El silicio es fácil de conseguir.
  2. El silicio es elemental. Los materiales con propiedades eléctricas similares tienden a ser compuestos, como el arseniuro de galio. Tienen que ser fabricados, son más propensos a las impurezas indeseables, tienen otros inconvenientes. Nada insuperable, pero el estado elemental de silicio simplifica las cosas.
  3. Como cristal elemental, el silicio es mecánicamente fuerte, en comparación con otros materiales semiconductores.
  4. El silicio produce un óxido nativo que se considera beneficioso. Los procesos de fabricación se han diseñado para explicarlo y explotarlo. El óxido actúa como un aislante natural.
  5. El silicio es el elemento # 14, un átomo bastante pequeño. Esto permite que la red cristalina se dope con átomos cercanos al vecino, principalmente boro (5) y fósforo (15), con un estrés mecánico insignificante.

No voy a estar exhausto, así que si no te importa, me gustaría dar UNA razón. Tal vez otros puedan agregar su razón y hacerlo un esfuerzo de colaboración.

La única razón por la que podría pensar por qué se prefiere el silicio es que el silicio es el elemento más abundante en la corteza terrestre. Muchas de las rocas superficiales están compuestas de rocas ígneas que son en su mayoría silicatos y, por lo tanto, contienen silicio. Esto hace que el silicio sea muy fácil de encontrar y muy económico de producir en comparación con algunos semiconductores raros.

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