Aleaciones de silicio-germanio

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ALEACIONES DE SILICIO-GERMANIO

Las aleaciones de Silicio-Germanio (Si Ge)han sido utilizadas en circuitos integrados de alta velocidad. El desarrollo de los transistores de germanio abrió la puerta a numerosas aplicaciones electrónicas que hoy son cotidianas. Entre 1950 y los primeros 70, la electrónica constituyó el grueso de la creciente demanda de germanio hasta que empezó a sustituirsepor el silicio por sus superiores propiedades eléctricas. Actualmente la gran parte del consumo se destina a fibra óptica (cerca de la mitad), equipos de visión nocturna y catálisis en la polimerización de plásticos, aunque se investiga su sustitución por catalizadores más económicos. En el futuro es posible que se extiendan las aplicaciones electrónicas de las aleaciones silicio-germanio ensustitución del arseniuro de galio especialmente en las telecomunicaciones sin cable.

Un chip de silicio ha sido acelerado hasta los 500 Gigahercios en un experimento que alienta las esperanzas de conseguir aún más velocidad con esta tecnología. Los investigadores de IBM y Georgia Institute of Technology construyeron un microchip a partir de una aleación de silicio y germanio. Los electronescirculan por este material más fácilmente que por el silicio, especialmente cuando se enfría mucho la aleación. El chip fue enfriado a –268,65 grados centígrados (unos pocos grados por encima del cero absoluto) con helio líquido. Incluso a temperatura ambiente se consiguió llegar a 300 GHz.
Tambien han sido utilizadas en dispositivos de comunicaciones inalámbricas.

Un semiconductor es una sustanciaque se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla siguiente.

|Elemento |Grupo |Electrones en |
| | |la última capa ||Cd |II B |2 e- |
|Al, Ga, B, In |III A |3 e- |
|Si, C, Ge |IV A |4 e- |
|P, As, Sb |V A |5 e- |
|Se, Te, (S)|VI A |6 e- |

El elemento semiconductor más usado es el silicio
Tipos de semiconductores
[pic]
Semiconductores intrínsecos
Un cristal de silicio forma una estructura tetraédrica similar a la del carbono mediante enlaces covalentes entre sus átomos, en la figura representados en el plano por simplicidad. Cuando el cristal se encuentra atemperatura ambiente, algunos electrones pueden, absorbiendo la energía necesaria, saltar a la banda de conducción, dejando el correspondiente hueco en la banda de valencia (1). Las energías requeridas, a temperatura ambiente son de 1,12 y 0,67 eV para el silicio y el germanio respectivamente.
Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los electrones pueden caer desde el estadoenergético correspondiente a la banda de conducción, a un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este fenómeno, se le denomina recombinación. Sucede que, a una determinada temperatura, las velocidades de creación de pares e-h, y de recombinación se igualan, de modo que la concentración global de electrones y huecos permanece invariable. Siendo "n" la concentración de electrones (cargasnegativas) y "p" la concentración de huecos (cargas positivas), se cumple que:
ni = n = p
siendo ni la concentración intrínseca del semiconductor, función exclusiva de la temperatura. Si se somete el cristal a una diferencia de tensión, se producen dos corrientes eléctricas. Por un lado la debida al movimiento de los electrones libres de la banda de conducción, y por otro, la debida al...
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