Semiconductores

Semiconductores
a) ESTRUCTURA ATÓMICA DE LOS SEMICONDUCTORES:

Las propiedades eléctricas de un material semiconductor vienen determinadas por su estructura atómica. En un cristal puro de germanio o de silicio, los átomos están unidos entre sí en disposición periódica, formando una rejilla cúbica tipo diamante perfectamente regular. Cada átomo del cristal tiene cuatro electrones de valencia,cada uno de los cuales interactúa con el electrón del átomo vecino formando un enlace covalente. Al no tener los electrones libertad de movimiento, a bajas temperaturas y en estado cristalino puro, el material actúa como un aislante.
b) OBTENCIÓN DE LOS MATERIALES SEMICONDUCTORES:
• SILICIO
Se prepara en forma de polvo amorfo amarillo pardo o de cristales negros-grisáceos. Se obtiene calentandosílice, o dióxido de silicio (SiO2), con un agente reductor, como carbono o magnesio, en un horno eléctrico. El silicio cristalino tiene una dureza de 7, suficiente para rayar el vidrio, de dureza de 5 a 7. El silicio tiene un punto de fusión de 1.410 °C, un punto de ebullición de 2.355 °C y una densidad relativa de 2,33. Su masa atómica es 28,086.
Se disuelve en ácido fluorhídrico formando elgas tetrafluoruro de silicio, SiF4 y es atacado por los ácidos nítrico, clorhídrico y sulfúrico, aunque el dióxido de silicio formado inhibe la reacción. También se disuelve en hidróxido de sodio, formando silicato de sodio y gas hidrógeno. A temperaturas ordinarias el silicio no es atacado por el aire, pero a temperaturas elevadas reacciona con el oxígeno formando una capa de sílice que impide quecontinúe la reacción. A altas temperaturas reacciona también con nitrógeno y cloro formando nitruro de silicio y cloruro de silicio respectivamente.
• GERMANIO
El germanio pertenece a la misma familia química que el carbono, el silicio y el plomo; se parece a estos elementos en que todos ellos forman derivados orgánicos como el tetraetilo de germanio y el tetrafenilo de germanio. El germanioforma hidruros —germanometano o germano (GeH4), germanoetano (Ge2H6) y germanopropano (Ge3H8)— análogos a los formados por el carbono en la serie alcanos (véase Química orgánica). Sus compuestos más importantes son el óxido germánico (GeO2) y los haluros. El germanio se separa de otros metales por destilación de su tetracloruro.
• SELENIO
El elemento selenio aparece en unos pocos minerales comoseleniuro, siendo el más común de ellos el seleniuro de plomo. También se da combinado con azufre en numerosas menas de este elemento. Se obtiene generalmente como subproducto en el refinado de menas de sulfuro de cobre, aunque esta última fuente de obtención es insuficiente para satisfacer la creciente demanda del elemento en la industria. El mayor depósito destinado a explotación comercial sedescubrió en 1955 en Wyoming (EEUU).
c) PROPIEDADES DE LOS MATERIALES SEMICONDUCTORES:
Material sólido o líquido capaz de conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal. La conductividad eléctrica, que es la capacidad de conducir la corriente eléctrica cuando se aplica una diferencia de potencial, es una de las propiedades físicas más importantes. Ciertos metales, como elcobre, la plata y el aluminio son excelentes conductores. Por otro lado, ciertos aislantes como el diamante o el vidrio son muy malos conductores. A temperaturas muy bajas, los semiconductores puros se comportan como aislantes. Sometidos a altas temperaturas, mezclados con impurezas o en presencia de luz, la conductividad de los semiconductores puede aumentar de forma espectacular y llegar a alcanzarniveles cercanos a los de los metales. Las propiedades de los semiconductores se estudian en la física del estado sólido.
d) CLASIFICACIÓN:
• SILICIO
El silicio es un semiconductor; su resistividad a la corriente eléctrica a temperatura ambiente varía entre la de los metales y la de los aislantes. La conductividad del silicio se puede controlar añadiendo pequeñas cantidades de impurezas...