دانلود مقاله سیلیسیوم

اختصاصی از فی ژوو دانلود مقاله سیلیسیوم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مشخصات این فایل
عنوان:سیلیسیوم
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 32

این مقاله درمورد سیلیسیوم می باشد.

بخشی از تیترها به همراه مختصری از توضیحات هر تیتر از مقاله سیلیسیوم

سیلیسیوم
در اوایل دهه 1950 ژرمانیوم مهمترین ماده نیمه رسانا بود مع ذلک ثابت شد که ژرمانیوم برای بسیاری از کاربردها مناسب نمی باشد. زیرا قطعات ژرمانیوم حتی در دماهایی که بطور معتدل بالا می روند نشت جریان بالایی را نشان می دهند به علاوه اکسید ژرمانیوم در آب قابل حل است و برای ساخت قطعات مناسب نیست، از اوایل دهه 1960 به بعد سیلیسیوم به یک جانشین عملی تبدیل شده است و اینک واقعاً ژرمانیوم را به عنوان یک ماده برای ساخت نیمه هادی از میدان خارج کرده است.
دلیل عمده استفاده از سیلیسیوم این است که قطعات سیلیسیومی جریان نشت کمتری را نشان می دهند و اکسید سیلیسیوم با کیفیت بالا را می توان به طور گرمایی رشد داد و از طرف دیگر قطعات سیلیسیوم اصلاح شده خیلی ارزانتر از مواد نیم رسانای دیگر هستند. سیلیسیوم به شکل سیلیکا و سیلیکاتها 25% پوسته زمین را تشکیل می دهد، و سیلیسیوم بعد از اکسیژن از نظر .....(ادامه دارد)

ساختار بلوی سیلیسیوم
در یک بلور اتمها به طریق سه بعدی دوره ای آرایش یافته اند. آرایش دوره ای اتمها در بلور شبکه نامیده می شود. در بلو، یک اتم هرگز دور از یک مکان ثابت، منفرد سرگردان نمی باشد. ارتعاشات گرمایی مربوط به این اتم حول این مکان متمرکز می‌شود. برای یک نیم رسانای معین یک یاخته واحد وجود دارد که نماینده تمام شبکه است، با تکرار یاخته واحد در سرتاسر بلور، می توان تمام شبکه را ایجاد نمود. سیلیسیوم دارای یک ساختار شبکه الماسی با ثابت شبکه A 43/5 آنگستروم می باشد. (شکل 3-1) این ساختار متعلق به خانواده بلور مکعبی هست و می توان آن را به صورت دو زیر شبکه مکعبی fcc که در یکدیگر نفوذ کرده اند، مشاهده نمود.
بدین طریق که یک زیر شبکه به اندازه یک چهارم فاصله در راستای قطر مکعب (یعنی تغییر مکانی به اندازه  ) نسبت به زیر شبکه دیگر جابجا شده است.
تمام اتمها در شبکه الماسی یکسان هستند و هر اتم در شبکه الماسی با چهار نزدیکترین همسایه که با فاصله مساوی در گوشه های یک چهار وجهی قرار دارند احاطه شده است. (به کره های متصل .....(ادامه دارد)

- نیم رساناهای گاف مستقیم و غیرمستقیم
مرسوم است که دو گروه اصلی نیم رساناها را که دارای گافهای مستقیم و غیرمستقیم هستند را از هم متمایز کنیم. وقتی در فضای P کمینه نوار رسانش منطبق با بیشینه نوار ظرفیت گردد. نیم رسانا را نیم رسانای گاف مستقیم می گویند در این مورد Cds، InSb، GaAs و بسیاری دیگر از ترکیبات III-V یا II-VI که ناشی از ترکیب عناصر گروههای سه و پنچ یا دو و شش جدول تناوبی عناصر را نام برد. از طرف دیگر وقتی کمینه نوار رسانایی در فضای P منطبق با بیشینه نوار ظرفیت نباشد  دارای نیم رسانای گاف غیرمستقیم هستیم. عناصر نیم رسانای Si و Ge مثالهای مهمی از نیم رسانای غیرمستقیم هستند ]5[.
شکل 7-1 نمودارهای نوار انرژی را برای سیلیسیوم وگالیوم آرسنید نشان می دهد که در آن انرژی برحسب اندازه حرکت بلوری برای دو راستای بلور رسم شده است. توجه داریم که میان پائین ترین نوار رسانش و بالای نوار ظرفیت گاف نواری .....(ادامه دارد)

فرآیندهای تولید و بازترکیب
هر الکترونی که بتواند بطریقی مقدار انرژی لازم برای گذار از نوار ظرفیت به نوار رسانش را کسب کند، از نوار ظرفیت به نوار رسانش گذار خواهد نمود، گذار الکترون به سمت بالا، یک حفره بجای می گذارد، بطوریکه یک زوج الکترون- حفره تولید می‌شود. این فرایند تولید حامل نامیده می شود که در شکل 1-8 با Gth نمایش داده شده است. عوامل موثر در فرآیند تولید حامل عبارتند از:
دما- نور و میدان الکتریکی
وقتی الکترونی از نوار رسانش به نوار ظرفیت می رود یک زوج الکترون حفره نابود می شود این فرآیند معکوس، باز ترکیب است که در شکل 8-1 با Rth نمایش داده شده است. هرگاه در حالت تعادل گرمایی اختلالی ایجاد شود (یعنی  ) که n چگالی الکترون و P چگالی حفره ها و ni چگالی ذاتی حاملها است) فرآیندهایی برای بازگرداندن دستگاه به حالت تعادل یعنی   بوجود می آیند. در حالت تزریق حاملهای افزونی، ساز و کاری که تعادل را باز می گرداند بازترکیب حاملهای اقلیت تزریق شده با حاملهای اکثریت است انرژی آزاد شده‌ای که از فرآیند بازترکیب نتیجه می شود، می تواند به صورت فوتون تابش گردد یا به صورت گرما به شبکه داده شود. وقتی .....(ادامه دارد)

بخشی از فهرست مطالب مقاله سیلیسیوم

مواد نیم رسانا
 سیلیسیوم
ساختار بلوی سیلیسیوم
پیوندهای ظرفیت
نوارهای انرژی
نیم رساناهای گاف مستقیم و غیرمستقیم
فرآیندهای تولید و بازترکیب
دهنده‌ها و پذیرنده‌‌ها
تغییر انرژی شکاف نواری بر حسب دما

دانلود مقاله سیلیسیوم

اختصاصی از فی ژوو دانلود مقاله سیلیسیوم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

1-1- مواد نیم رسانا

جریان الکتریکی در فلز از حرکت بارهای منفی (الکترونها) و در نیم رساناها از حرکت بارهای منفی (الکترونها) و بارهای مثبت (حفره ها) ناشی می شود. مواد نیم رسانا اعم از سیلیسیوم و ژرمانیوم می توانند بوسیله اتم های ناخالص چنان آلائیده شوند که جریان الکتریکی عمدتاً از الکترونها یا حفره ها شود. نیم رساناها گروهی از مواد هستند که رسانایی الکتریکی آنها بین فلزات و عایق ها قرار دارد. بلور کامل و خالص اغلب نیمه رساناها در صفر مطلق عایق است. ویژگیهای متخصه نیم رساناها این است که رسانایی آنها با تغییر دما، برانگیزش نوری و میزان ناخالص به نحو قابل ملاحظه ای تغییر می کند. این قابلیت تغییر خواص الکتریکی، مواد نیمه رسانا را انتخاب مناسبی برای تحقیق در زمینه قطعات الکترونیکی ساخته است. نیم رساناها رساناهای الکترونیکی هستند که مقاومت ویژه آنها در دمای اطاق عموماً در گستره2-10 تا 9 10 واقع است. این گستره در بین مقادیر مقاومت ویژه رساناهای خوب 6-10 و عایقها 14 10 تا 22 10 قرار دارد ]1[ و ]2[

مقاومت ویژه نیم رساناها می تواند قویاً به دما وابسته باشد، وسایلی از قبیل، ترانزیستورها، یکسوسازها، مدوله کننده ها، آشکارسازها، ترمیستورها و فوتوسلها براساس ویژگیهای نیم رساناها کار می کنند. رسانندگی یک نیم رساناها بطور کلی نسبت به دما، روشنایی، میدان مغناطیسی، مقدار دقیق ناخالصی اتم ها حساسیت دارد. مطالعه مواد نیم رسانا در اوایل قرن نوزدهم شروع شده در طول سالها نیم رساناهای فراوانی مورد مطالعه قرار گرفته اند.

جدول 1 قسمتی از جدول تناوبی مربوط به نیمه رساناها را نشان می دهد. نیم رساناهای عنصری یعنی آنهایی که از نمونه های منفرد اتم ها تشکیل می شوند، نظیر سیلیسیوم (Si) و ژرمانیوم (Ge) را می توان در ستون IV پیدا نمود. مع ذلک، نیم رساناهای مرکب بیشماری از دو یا تعداد بیشتری عنصر تشکیل می گردند. برای مثال گالیوم آرسنید (GaAs) یک ترکیب III-V است که ترکیبی از گالیوم از ستون III و آرستیک (As) از ستون V می باشد. در جدول 2 لیست بعضی از نیم رساناهای عنصری و مرکب ارائه شده است. ]1[

شامل 32 صفحه فایل word  قابل ویرایش

دانلود مقاله درمورد سیلیسیوم

اختصاصی از فی ژوو دانلود مقاله درمورد سیلیسیوم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

سیلیسیوم

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:32

فهرست مطالب :

1-1- مواد نیم رسانا

1-2- سیلیسیوم

1-3- ساختار بلوی سیلیسیوم

1-4- پیوندهای ظرفیت

1-5- نوارهای انرژی

1-6- نیم رساناهای گاف مستقیم و غیرمستقیم

1-7- فرآیندهای تولید و بازترکیب

1-8- دهنده‌ها و پذیرنده‌‌ها

1-9 تغییر انرژی شکاف نواری بر حسب دما

چکیده :

1-1- مواد نیم رسانا

جریان الکتریکی در فلز از حرکت بارهای منفی (الکترونها) و در نیم رساناها از حرکت بارهای منفی (الکترونها) و بارهای مثبت (حفره ها) ناشی می شود. مواد نیم رسانا اعم از سیلیسیوم و ژرمانیوم می توانند بوسیله اتم های ناخالص چنان آلائیده شوند که جریان الکتریکی عمدتاً از الکترونها یا حفره ها شود. نیم رساناها گروهی از مواد هستند که رسانایی الکتریکی آنها بین فلزات و عایق ها قرار دارد. بلور کامل و خالص اغلب نیمه رساناها در صفر مطلق عایق است. ویژگیهای متخصه نیم رساناها این است که رسانایی آنها با تغییر دما، برانگیزش نوری و میزان ناخالص به نحو قابل ملاحظه ای تغییر می کند. این قابلیت تغییر خواص الکتریکی، مواد نیمه رسانا را انتخاب مناسبی برای تحقیق در زمینه قطعات الکترونیکی ساخته است. نیم رساناها رساناهای الکترونیکی هستند که مقاومت ویژه آنها در دمای اطاق عموماً در گستره2-10 تا 9 10 واقع است. این گستره در بین مقادیر مقاومت ویژه رساناهای خوب 6-10 و عایقها 14 10 تا 22 10 قرار دارد ]1[ و ]2[

مقاومت ویژه نیم رساناها می تواند قویاً به دما وابسته باشد، وسایلی از قبیل، ترانزیستورها، یکسوسازها، مدوله کننده ها، آشکارسازها، ترمیستورها و فوتوسلها براساس ویژگیهای نیم رساناها کار می کنند. رسانندگی یک نیم رساناها بطور کلی نسبت به دما، روشنایی، میدان مغناطیسی، مقدار دقیق ناخالصی اتم ها حساسیت دارد. مطالعه مواد نیم رسانا در اوایل قرن نوزدهم شروع شده در طول سالها نیم رساناهای فراوانی مورد مطالعه قرار گرفته اند.

جدول 1 قسمتی از جدول تناوبی مربوط به نیمه رساناها را نشان می دهد. نیم رساناهای عنصری یعنی آنهایی که از نمونه های منفرد اتم ها تشکیل می شوند، نظیر سیلیسیوم (Si) و ژرمانیوم (Ge) را می توان در ستون IV پیدا نمود. مع ذلک، نیم رساناهای مرکب بیشماری از دو یا تعداد بیشتری عنصر تشکیل می گردند. برای مثال گالیوم آرسنید (GaAs) یک ترکیب III-V است که ترکیبی از گالیوم از ستون III و آرستیک (As) از ستون V می باشد. در جدول 2 لیست بعضی از نیم رساناهای عنصری و مرکب ارائه شده است.

نیم رساناهای بسیار خاص از خود رسانندگی ذاتی نشان می دهند که از رسانندگی ناخالصی در نمونه های با خلوص کمتر متمایز است.

در گستره دمای ذاتی ویژگیهای الکتریکی نیم رسانا در اثر ناخالصی های بلور اساساً تغییر نمی کند. یک طرح نواری الکترونی که به رسانندگی ذاتی منجر می شود.

شکل 1-1- طرح نواری برای رسانندگی ذاتی در نیم رسانا. در صفر کلوین رسانندگی صفر است، زیرا تمام حالتهای نوار ظرفیت پر و تمام حالتهای نوار رسانش خالی اند. با افزایش دما الکترونها بطور گرمایی از نوار ظرفیت به نوار رسانش برانگیخته و در آنها متحرک می شوند.

نوار رسانش در صفر مطلق خالی است و به اندازه گاف انرژیاز نوار ظرفیت فاصله دارد. گاف نواری اختلاف انرژی بین پائین ترین نقطه نوار رسانش و بالاترین نقطه نوار ظرفیت است. پائین ترین نقطه نوار رسانش را لبة نوار رسانش می نامند. بالاترین نقطه در نوار ظرفیت به لبه نوار ظرفیت موسوم است.

با افزایش دما، الکترونها به گونه گرمایی از نوار ظرفیت به نوار رسانش برانگیخته می‌شوند (شکل 2-1). هم الکترونهای نوار رسانش و هم اربیتالهای خالی یا حفره های به جا مانده در نوار ظرفیت، در رسانندگی الکتریکی شرکت می کنند. ]2[

(ب) سیلیسیوم، در شرایط ذاتی تراکم حفره ها با تراکم الکترونها برابر است. در یک دمای مفروض تراکم ذاتی در Ge بیشتر از Si است، زیرا گاف انرژی ذر (ev67/0) باریکتر از (ev12/1) Si است.

1-2- سیلیسیوم

در اوایل دهه 1950 ژرمانیوم مهمترین ماده نیمه رسانا بود مع ذلک ثابت شد که ژرمانیوم برای بسیاری از کاربردها مناسب نمی باشد. زیرا قطعات ژرمانیوم حتی در دماهایی که بطور معتدل بالا می روند نشت جریان بالایی را نشان می دهند به علاوه اکسید ژرمانیوم در آب قابل حل است و برای ساخت قطعات مناسب نیست، از اوایل دهه 1960 به بعد سیلیسیوم به یک جانشین عملی تبدیل شده است و اینک واقعاً ژرمانیوم را به عنوان یک ماده برای ساخت نیمه هادی از میدان خارج کرده است.

دلیل عمده استفاده از سیلیسیوم این است که قطعات سیلیسیومی جریان نشت کمتری را نشان می دهند و اکسید سیلیسیوم با کیفیت بالا را می توان به طور گرمایی رشد داد و از طرف دیگر قطعات سیلیسیوم اصلاح شده خیلی ارزانتر از مواد نیم رسانای دیگر هستند. سیلیسیوم به شکل سیلیکا و سیلیکاتها 25% پوسته زمین را تشکیل می دهد، و سیلیسیوم بعد از اکسیژن از نظر فراوانی دومین ماده است و در حال حاضر، سیلیسیوم یکی از آن عناصر جدول تناوبی است که به مقدار خیلی زیاد مورد مطالعه واقع شده است،و تکنولوژی سیلیسیوم تا کنون دربین تمام تکنولوژیهای نیم رسانایی پیشرفته‌ترین می باشد.

بسیاری از نیم رساناهای مرکب دارای خواص الکتریکی و اپتیکی هستند که سیلیسیوم فاقد آن هاست. این نیم رساناها بویژه گالیوم آرسنید بطور عمده برای کاربردهای موج ریز و نوری مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه ما آنقدر که درباره تکنولوژی سیلیسیوم می دانیم دربارة تکنولوژی نیم رساناهای مرکب نمی دانیم، بخشی از تکنولوژی نیم رساناهای مرکب بخاطر پیشرفت در تکنولوژی سیلیسیوم رشد کرده است.

1-3- ساختار بلوی سیلیسیوم

در یک بلور اتمها به طریق سه بعدی دوره ای آرایش یافته اند. آرایش دوره ای اتمها در بلور شبکه نامیده می شود. در بلو، یک اتم هرگز دور از یک مکان ثابت، منفرد سرگردان نمی باشد. ارتعاشات گرمایی مربوط به این اتم حول این مکان متمرکز می‌شود. برای یک نیم رسانای معین یک یاخته واحد وجود دارد که نماینده تمام شبکه است، با تکرار یاخته واحد در سرتاسر بلور، می توان تمام شبکه را ایجاد نمود. سیلیسیوم دارای یک ساختار شبکه الماسی با ثابت شبکه A 43/5 آنگستروم می باشد. (شکل 3-1) این ساختار متعلق به خانواده بلور مکعبی هست و می توان آن را به صورت دو زیر شبکه مکعبی fcc که در یکدیگر نفوذ کرده اند، مشاهده نمود.

بدین طریق که یک زیر شبکه به اندازه یک چهارم فاصله در راستای قطر مکعب (یعنی تغییر مکانی به اندازه ) نسبت به زیر شبکه دیگر جابجا شده است.

و...

NikoFile