1 半导体材料与单质硅
1.半导体材料
半导体材料特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。最早使用的半导体材料是锗,但因其含量低,提炼工艺复杂,价格昂贵,而不适合广泛使用。目前广泛使用的半导体材料是硅元素,在地壳中含量居第二位,该元素全部以化合态存在于自然界中,储量丰富。常见的有晶体硅和无定形硅等形式存在。
2.单质硅
(1)存在:自然界中无单质硅,硅元素全部以化合态存在,如二氧化硅、硅酸盐等。化合态的硅是构成地壳的矿石和岩石的主要成分,硅在地壳中的含量居第二位。
(2)物理性质:单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅呈灰黑色,有金属光泽,硬而脆,熔点很高(1410℃),是良好的半导体材料。
(3)化学性质:
①在常温下,硅的化学性质不活泼,不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等发生反应,但能与F2、HF和强碱反应。例如:Si + 2NaOH + H2O =Na2SiO3 + 2H2↑;Si + 2F2 =SiF4;Si + 4HF = SiF4↑+ 2H2↑。
②在加热时纯硅与某些非金属单质发生反应。如研细的硅能在氧气中燃烧:Si + O2