Номер 2, страница 188 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

2. На каком физическом свойстве кремния основано его применение в полупроводниковой технике?

Применение кремния в полупроводниковой технике основано на его фундаментальном физическом свойстве – он является полупроводником. Это означает, что его электрическая проводимость занимает промежуточное положение между проводниками (как медь) и диэлектриками (как стекло), и, что самое важное, ею можно управлять в очень широких пределах. Это свойство проявляется в нескольких ключевых аспектах.

Во-первых, проводимость кремния зависит от температуры. В абсолютно чистом виде и при температуре, близкой к абсолютному нулю ($T \to 0$ K), кремний является диэлектриком. Однако с повышением температуры часть ковалентных связей в его кристаллической решетке разрывается, и появляются свободные носители заряда — электроны и «дырки», что приводит к росту его электропроводности.

Во-вторых, и это самое главное свойство для техники, проводимостью кремния можно управлять путем легирования. Легирование — это процесс введения в кристалл кремния контролируемого количества примесей других химических элементов. При добавлении примеси элемента с пятью валентными электронами (например, фосфора) создается избыток свободных электронов, и кремний становится полупроводником n-типа (от англ. negative). При добавлении примеси элемента с тремя валентными электронами (например, бора) образуются «дырки», которые ведут себя как положительные заряды, и кремний становится полупроводником p-типа (от англ. positive).

В-третьих, возможность легирования позволяет создавать p-n-переходы. Соединив в одном кристалле области p- и n-типа, получают p-n-переход. Этот переход обладает уникальным свойством односторонней проводимости: он легко пропускает электрический ток в одном направлении (прямом) и практически не пропускает в обратном. Именно это свойство является основой работы полупроводниковых диодов, транзисторов и, как следствие, всех современных интегральных микросхем.

Кроме того, кремний обладает фоточувствительностью. Проводимость кремния сильно зависит от освещения. Энергия световых квантов (фотонов) способна создавать дополнительные пары носителей заряда «электрон-дырка», увеличивая проводимость. Это явление используется в фотодиодах, фототранзисторах и солнечных батареях.

Таким образом, именно управляемость электрических свойств делает кремний незаменимым материалом для современной электроники.

Ответ: Применение кремния в полупроводниковой технике основано на его свойстве быть полупроводником, ключевой особенностью которого является возможность управлять его электропроводностью в широчайших пределах. Это достигается главным образом путем введения примесей (легирования) для создания областей с электронной (n-тип) или дырочной (p-тип) проводимостью, что позволяет формировать p-n-переходы — основу всех полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, микросхем).