Presentazione del materiale siliconico

I semiconduttori sono ampiamente utilizzati nei dispositivi elettrici di uso quotidiano come personal computer, televisori, smartphone, fotocamere digitali e schede IC. Il materiale più comunemente utilizzato nei semiconduttori è il silicio (simbolo chimico = Si). Il silicio è il secondo elemento più abbondante sulla Terra dopo l’ossigeno. La maggior parte del silicio si trova nel suolo, nelle rocce, nell’acqua naturale, negli alberi e nelle piante.

In natura, il silicio esiste come composto di ossigeno, alluminio e magnesio. Pertanto l'elemento silicio deve essere estratto dal composto e purificato. Il silicio utilizzato nei semiconduttori, come i circuiti integrati (IC), richiede una struttura monocristallina ad altissima purezza del "99,99999999%" (il cosiddetto "11N") e viene raffinato attraverso vari processi dopo l'estrazione.

Una struttura monocristallina è costituita da atomi disposti in modo ordinato nello spazio tridimensionale. L'unità base di questa disposizione è chiamata reticolo. Un singolo cristallo è un reticolo disposto in modo ordinato e continuo. Il reticolo di silicio ha una struttura cristallina cubica di diamante con otto atomi che si ripetono in uno schema. Ogni atomo di silicio è legato a quattro atomi di silicio adiacenti attraverso quattro legami. Il silicio è un elemento molto comune e viene utilizzato come materia prima per i semiconduttori grazie alla sua struttura stabile.

La purificazione disiliciorichiede senza dubbio una notevole quantità di elettricità. È risaputo che in Giappone vengono importati lingotti di silicio con una purezza di almeno il 98% da paesi come Australia, Cina e Brasile, dove l’elettricità è notevolmente più conveniente.

Proprietà fisiche disilicio

Il silicio è innegabilmente un solido cristallino fragile e duro con una distinta lucentezza metallica grigio-bluastra. Indubbiamente, rispetto ai suoi vicini della tavola periodica, il silicio è notevolmente inerte. Il simbolo del silicio è Si e il suo numero atomico è 14. Inoltre, è un fatto ben noto che il silicio ha punti di fusione e di ebollizione elevati e forma estese strutture covalenti in condizioni standard, simili ad altri elementi del Gruppo 14 nella tavola periodica. .

Proprietà chimiche disilicio

È una verità innegabile che a temperatura ambiente il silicio puro funge da isolante. Altrettanto importante è il fatto che il silicio si comporta come un semiconduttore a temperatura e pressione standard. È un fatto indiscutibile che il silicio è inerte in forma cristallina alle basse temperature e la sua conduttività elettrica aumenta senza dubbio con l'aumentare della temperatura. Inoltre, il silicio reagisce senza dubbio facilmente con l'ossigeno e l'aria a temperature superiori a 900 gradi Celsius. È un fatto innegabile che il silicio fuso diventa altamente reattivo e deve essere immagazzinato in materiali refrattari inattivi per prevenire reazioni chimiche.

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