Półprzewodniki. Krzem. No i Silicon Valley. Zdawać by się mogło, że każdemu, kto choć trochę interesuje się nowymi technologiami, wymienione na początku terminy obce nie są. Tylko czy potrafimy odpowiedzieć sobie na pytanie, czym właściwie są półprzewodniki? Może są czymś pomiędzy przewodnikami a dielektrykami? Na te i inne pytania postaram się odpowiedzieć w tym krótkim wpisie.

Półprzewodnik, czyli krzemowa rewolucja

Krzem. Z łacińskiego „silicium”. Pierwiastek masowo wykorzystywany w przemyśle elektronicznym. Najczęściej pod postacią monokryształów krzemu. Drugi, najbardziej rozpowszechniony pierwiastek na naszej planecie. Zaraz po tlenie. Zaskoczony? A wiesz, że dzienne zapotrzebowanie Twojego organizmu na ten pierwiastek wynosi – statystycznie – około 30 mg? To już wiesz. Ty też składasz się – po części – z krzemu. Choć nie jesteś półprzewodnikiem. No właśnie, o półprzewodnikach miało być.

Jak pewnie wiesz krzem jest zasadniczym składnikiem powszechnie używanych układów elektronicznych, chociażby procesorów. Wafle krzemowe, na pewno kiedyś o nich słyszałeś. A może prawo Moore’a? I jeszcze metoda Czochralskiego!

Wróćmy jednak do…

Półprzewodnik – czym właściwie jest?

Zacznijmy może od tego, czy półprzewodnik jest materiałem plasującym się gdzieś pomiędzy świetnie przewodzącym przewodnikiem a praktycznie nieprzewodzącym dielektrykiem? Odpowiedź brzmi: TAK! Konduktywność (czyli tzw. „przewodnictwo właściwe”) w przypadku typowych półprzewodników mieści się właśnie gdzieś pomiędzy wspomnianymi dwoma grupami.

Wspominałem o krzemie, ale w elektronice wykorzystuje się również german, który również do półprzewodników się kwalifikuje. Jest też azotek galu, który znajduje zastosowanie w optoelektronice (niebieski laser półprzewodnikowy, diody LED, a także przetworniki elektroakustyczne). Swych sił m.in. w technice mikrofalowej, czyli tam, gdzie dziesiątki i setki gigaherców to codzienność, próbuje też GaAs – arsenek galu.

Półprzewodnik – w przyrodzie i nie tylko

Gdzie to się stosuje? Ano właśnie wcześniej wspomniałem, że półprzewodniki – pod postacią wafli krzemowych – znajdują zastosowanie w procesie produkcji nowoczesnych procesorów. Takich, jak w Twoim milionrdzeniowym smartfonie.

To oczywiście niejedyne zastosowanie. Pierwsze, co może przyjść do głowy to z pewnością – wspomniane przed chwileczką – procesory, ale również układy scalone i wszelkiej maści elementy elektroniczne. Jakie?

  • diody (LED, prostownicze czy też Zenera i Schottky’ego, etc.)
  • tranzystory (zarówno bi-, jak i unipolarne)
  • lasery
  • tyrystory
  • hallotrony

…i wiele innych. Jest też taki poczciwy element elektroniczny, o którym pewnie nie słyszałeś. Ma wiele mówiącą (a jednocześnie jakże wdzięczną nazwę): dynistor. Znany też pod nazwą diody Shockleya (z tego co kojarzę :p).

Żeby nie było, że samą elektroniką człowiek (właściwie to półprzewodnik) żyje. Tytułowy bohater znajduje również zastosowanie w chemii. W procesie fotokatalizy. Fotokatalizatorami mogą być takie substancje półprzewodnikowe jak np. siarczki cynku czy też kadmu.

Znasz więcej ciekawych zastosowań półprzewodników? Wal śmiało w komentarzu pod tym wpisem. Nie wahaj się – nieciekawe zastosowania też mogą być.

Słów kilka na koniec…

Było krótko. Ma być niedosyt! Masz być żądny wiedzy i wykazywać niepohamowaną chęć hodowania półprzewodników we własnym mieszkaniu. Pod osłoną nocy, w piwnicy, gdzie słychać jedynie ciche stukanie deszczu i czuć swąd wilgoci. Ah…

Jeżeli jednak nie hodujesz w swym domostwie GaAs metodą słoikową, to zajrzyj chociaż na fanpejcz… fanpejdż rzecz jasna. Jak stukniesz w „Lubię to!” to w sumie też się nie obrażę. Wiesz, dogadamy się. Łapaj linka: fanpejdż elektroniczny.eu

 

_

 

Zdjęcie: https://unsplash.com/photos/tm3Diid694Y