Ce este de siliciu, și de ce se face chips-uri de calculator
Acest lucru poate părea o întrebare prostie, care poate răspunde într-o singură propoziție: siliciu - 14 element din tabelul periodic. Cu toate acestea, siliciu este cel mai adesea menționată pe site-urile dedicate electronice, deoarece este nu numai componenta principală a majorității materialelor de construcție, dar, de asemenea, baza pentru procesoarele moderne de calculator, sau chiar candidatul cel mai probabil pentru rolul elementelor de bază ale „vieții de non-carbon“ Ceea ce face siliciu speciale?
Siliciul ca material de construcție
După ce siliciu oxigen este elementul cel mai abundent în scoarța terestră, dar se pare nu atât de ușor, pentru că este aproape niciodată găsit în forma sa pură. Cel mai frecvent întâlnite în natură SiO4 silicat sau dioxid de siliciu SiO2. Siliciul este, de asemenea, o componentă majoră de nisip. Feldspat, granit, cuart - toate bazate pe un compus de siliciu și oxigen.
compuși de siliciu au o gamă largă de proprietăți utile, în principal, deoarece acestea sunt foarte strâns leagă alți atomi în construcții complexe. Diverse silicați cum ar fi silicat de calciu, este componenta principala a cimentului, betonului și principalele conectarea chiar tencuială. Unele materiale de silicat utilizate în ceramică, și, desigur, sticlă. În plus, se adaugă siliciu substanțe, cum ar fi fonta, aliajul era mai durabil.
Și astfel, ca siliciul este principala componentă structurală a unui material siliconic sintetic, din cauza căreia silicon (silicon) este adesea confundat cu siliciu (siliciu). Un exemplu bine cunoscut este Silicon Valley, este de fapt siliciu.
Siliciul ca cip de calculator
În alegerea materialului pentru baza de tranzistori de factor-cheie de calculator este rezistența. Conductorii au o rezistență scăzută și ușor de a conduce curentul, în timp ce izolatorii de blocare curent din cauza rezistență ridicată. Tranzistorul are, de asemenea, de a combina ambele proprietăți.
Siliciul este nu numai un material semiconductor de pe Pământ - nu este chiar cel mai bun semiconductor. Cu toate acestea, este disponibil pe scară largă. Nu este dificil de a produce și ușor de a lucra cu. Si cel mai important, cercetatorii au descoperit o modalitate de încredere pentru a obține din aceasta comandat cristale. Pentru siliciu aceste cristale sunt aceleași decât diamantul diamant.
Construirea unui cristal perfect este unul dintre principalele aspecte ale producției de chips-uri de calculator. Aceste cristale au fost apoi tăiate în plăci subțiri, gravate, prelucrate și testate tratamente sute înainte de a deveni procesoare comerciale. face de fapt tranzistori mai bune din carbon sau materiale exotice, cum ar fi germaniu, dar nici unul dintre ei nu va permite re-crea o astfel de producție pe scară largă - cel puțin nu încă.
In prezent, cristale de siliciu sunt de 300 mm cilindrii, dar studiile se apropie rapid de limita de 450 mm. Acest lucru ar trebui să reducă costurile de producție, dar pentru a menține ritmul de rata de creștere. Ce atunci? Cel mai probabil, în cele din urmă trebuie să renunțe la siliciu în favoarea materiale mai avansate - o veste bună pentru progres, dar este aproape sigur o veste proastă pentru portofel.
Siliciul ca o viață extraterestră
Expresia „Viața de carbon“ este menționat destul de des, dar ce înseamnă? Aceasta înseamnă că principalul nostru corp structural al moleculei (proteine, aminoacizi, acizi nucleici, acizi grași, etc.) se bazează pe atomi de carbon. Acest lucru se datorează faptului că carbonul poate fi tetravalent. Oxigenul poate forma două legături chimice stabile, în același timp, doar trei azot, dar carbon poate conține până la patru atomi diferiți în mod direct. Este o bază puternică pentru construcția moleculelor și dezvoltarea vieții.
Deoarece tabelul periodic este ordonată, astfel încât elementele dintr-o coloană verticală au proprietăți chimice similare - și direct sub carbon este siliciu. De aceea, atât de mulți teoreticieni să acorde o atenție la „viața de siliciu“, unul dintre argumentele în favoarea lor este faptul că siliciul este de asemenea tetravalent.
Desigur, având în vedere că siliciul din lume, mult mai mult decât carbon, trebuie să fie un motiv bun de ce viața organică se bazează pe bază de carbon. Și aici trebuie să ne referim din nou la tabelul periodic. Elementele care sunt vertical de mai jos au nuclee mai grele și coji de electroni mai mari, astfel încât siliciu din cauza dimensiunii sale este mai puțin potrivită pentru sarcini cum ar fi construirea ADN exacte. Astfel, într-o altă parte a universului, pe baza de siliciu de dezvoltare a organismului, este teoretic posibil, dar planeta este puțin probabil să se întâmple.
Silicon bude să apară în știri pentru o lungă perioadă de timp, deoarece chiar dacă un element îl va înlocui ca bază pentru calcul, până când tranziția completă va dura foarte mult timp. În plus, există și alte domenii de aplicare, și este posibil ca nu va fi găsit, și noi modalități de utilizare a substanței. În toate probabilitățile, siliciu va rămâne una dintre principalele substanțe din lumea fizică a activității umane.
