кремний
Кремний (Si) — металлоид, то есть элемент с промежуточными свойствами между металлами и неметаллами. Его атомы выстраиваются в решётку, похожую на алмаз. Это второй по распространённости элемент земной коры, встречается в кварце и силикатах. Ширина запрещённой зоны 1,1 эВ делает его классическим полупроводником: при легировании фосфором появляются свободные электроны (n-тип), а с бором — дырки (p-тип). Контакт p- и n-областей образует p–n-переход, основу диодов, транзисторов и солнечных элементов.
История
Шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус впервые получил чистый кремний в 1824 году. Но его электронные таланты обнаружили намного позже. В XX веке учёные научились очищать кремний и добавлять примеси (легировать), создав транзистор — началась цифровая эпоха.
Как работает
Чистый кремний блокирует движение зарядов, как пробка на дороге. Небольшая примесь бора создаёт в нём свободные места — «дырки», через которые ток передаётся по цепочке. Примесь фосфора, наоборот, даёт лишние электроны. Комбинируя участки с разными примесями, получают переключатели, которые обрабатывают информацию.
💡 Вся Кремниевая долина названа в честь этого элемента. Первый кремниевый транзистор был сделан в 1954 году, и с тех пор количество транзисторов на чипе удваивается примерно каждые два года (закон Мура).