1
Chất bán dẫn là gì? Nó được tạo ra như thế nào? Ví dụ về những ứng dụng của nó?
0
TSH290 đã đăng:

Mong tìm được bạn cùng học tập tìm hiểu về chất bán dẫn để hiểu thêm về chúng nhiều hơn, mình cũng vừa học qua cũng biết chút ít về nó, nhưng chưa rõ lắm.! Cần được học từ nhóm nhiều.

Cảm ơn!

thêm bình luận...
0
Ngọc Thành160 đã đăng:

Chất bán dẫn là gì?

Bán có nghĩa là một nửa hoặc một phần, dẫn trong từ dẫn điện, chất bán dẫn là những chất có thể dẫn điện mà điện trở (hay còn gọi là khả năng dẫn điện của chúng) nằm giữa các chất dẫn điện như nhôm, đồng và các chất cách điện như nhựa, kính.

Giải thích ở trên như vậy là vẫn chưa đủ để xác định chất bán dẫn, vậy làm sao để xác định ranh giới giữa chất bán dẫn và chất dẫn điện hay giữa chất bán dẫn và chất cách điện?

  • Chất cách điện: khả năng dẫn điện cố định ở mức cực lớn, không cho dòng điện chạy qua.
  • Chất dẫn điện: khả năng dẫn điện cố định ở mức thấp (thấp thôi nhé, vì nếu điện trở cực thấp $\approx 0$, là trường hợp của chất siêu dẫn), do đó dòng điện có thể chạy qua.
  • Chất bán dẫn: khả năng dẫn điện thay đổi một cách linh hoạt tùy thuộc vào điều kiện môi trường như nhiệt độ, ánh sáng, sóng, ..v.v. Một điều thú vị nữa ở chất bán dẫn đó là điện trở của chất bán dẫn giảm (tức là khả năng dẫn điện tăng) khi nhiệt độ tăng, đối nghịch với chất dẫn điện.

Ngoài ra, khả năng dẫn điện của chất bán dẫn còn phụ thuộc vào việc nó có lẫn tạp chất hay không, lẫn tạp chất không phải là xấu mà là một tính năng, dựa vào đặc điểm này người ta có thể điều khiển khả năng dẫn điện của chất bán dẫn theo ý muốn.

Ví dụ Silicon là một trong những chất bán dẫn phổ biến nhất đang được sử dụng, bản thân Silicon thuần khiết không có khả năng dẫn điện bởi cấu trúc electron hoàn hảo của nó (bạn có thể lấy ví dụ hàng rào lưới kẽm bắt chéo nhà dân thường dùng để liên tưởng hoặc nếu bạn biết cấu trúc của kim cương thì silicon cũng tương tự).

Cấu trúc của Silicon

Muốn Silicon dẫn được điện, người ta phải thêm một số tạp chất khác vào cấu trúc thuần khiết của Silicon mà chất được pha tạp điển hình là Phosphorus, Arsenic, Boron hoặc Gallium với mục đích phá vỡ cấu trúc electron hoàn hảo tạo nên sự thừa hoặc thiếu electron, từ đó có thể dẫn điện.

Một số chất bán dẫn phổ biến khác như: Germanium, Antimony, Selenium, Tellurium, ...

Chất bán dẫn được tạo ra như thế nào?

Mình giả sử câu hỏi của bạn được chia thành 2 giai đoạn:

  • Giai đoạn tạo ra chất bán dẫn như Silicon (từ cát), Germanium, ...v.v.
  • Giai đoạn tạo ra các thiết bị bán dẫn như IC, Transistor, ...v.v.

Cho dù là giai đoạn nào đi nữa thì trong công nghiệp chúng luôn được tạo ra một cách rất tinh vi và phức tạp, mình nghĩ mình không đủ trình độ hay tiếp cận thực tế để trả lời câu hỏi này, ví dụ như quá trình tạo ra bộ chip xử lý của Intel bắt đầu từ cát bạn có thể xem bên dưới,

Ví dụ về những ứng dụng thực tế của chất bán dẫn?

Chất bán dẫn mặc dù không hiện hữu trước mắt chúng ta bởi vì nó thường là một thành phần trong các thiết bị điện tử nhưng nó tác động rất lớn trong mọi lĩnh vực cuộc sống hằng ngày. Hầu hết các thiết bị điện tử chúng ta sử dụng ngày nay đều có các chip điều khiển (IC) mà thành phần chính của chúng được làm từ chất bán dẫn.

Quay trở lại thời kì trước năm 1947, chiếc máy vi tính to như cái nhà bây giờ chỉ còn nằm gỏn gọn trong lòng bàn tay mà khả năng tính toán lại vượt bậc, tất cả là nhờ vào sự ra đời của các transistor, thành phần chính của transitor chỉ có thể là Silicon hoặc Germanium, các thiết bị cảm biến ánh sáng, cảm biến nhiệt độ - khói trong các hệ thống phát hiện cháy, các pin chuyển hóa năng lượng mặt trời thành điện năng (Tellurium), các thiết bị chuẩn đoán trong y học, ...v.v.

Chất bán dẫn có thể xem là một cuộc cách mạng thay thế cho các ống chân không, nó không những làm cho hệ thống nhỏ gọn mà còn có thể tiết kiệm năng lượng một cách đáng kể, làm cho cuộc sống trở nên tiện nghi thoải mái, dự trữ và sử dụng năng lượng lâu dài trong tương lai.

đã bổ sung 5.5 năm trước bởi
1

Hy vọng nhận được phản biện góp ý hoặc chỉnh sửa của bạn về câu trả lời trên.

Ngọc Thành 17.09.2018
1

Cảm ơn bạn nhiều về câu trả lời của bạn nha! Thật sự mình đọc chưa hiểu rõ lắm... Có thể hỏi bạn sau. Mong được học từ bạn nhiều. Thank you.

TSH 22.09.2018
thêm bình luận...
Bạn đang thắc mắc? Ghi câu hỏi của bạn và đăng ở chế độ cộng đồng (?)