晶体硅和无定形硅是什么意思,帮忙解释下!

Question

晶体硅和无定形硅是什么意思,帮忙解释下!

Answer 1

简介　　汉语拼音：jing ti gui 　　英文名称：Crystalline Silicon 　　 性质概括：带有金属光泽的灰黑色固体、熔点高（1410）、硬度大、有脆性、常温下化学性质不活泼. 　　晶体硅：单质硅是比较活泼的一种非金属元素,它能和96种稳定元素中的64种元素形成化合物.硅的主要用途是取决于它的半导性.硅材料是当前最重要的半导材料.目前世界年产量约为3×106kg.一个直径75mm的硅片,可集成几万至几十万甚至几百万个元件,形成了微电子学,从而出现了微型计算机、微处理机等.由于当前信息工程的发展,硅主要用于微电子技术.以硅晶闸管为主的电力半导体器件,元件越做越大,与硅晶体管相比集成电路正相反,在直径为75mm的硅片上,只做一个能承受几kA电流和几kV电压的元件,这种元件渗透到电子、电力、控制3个领域就形成了一门新学科——电力电子学.为适应大规模集成电路的发展、单晶硅正向大直径、高纯度、高均匀性,无缺陷方向发展.最大硅片直径已达150mm,实验室的高纯硅接近理论极限纯度.目前常用的太阳能电池是硅电池.如果在1平方米面积上铺满硅太阳电池,就可以得到100W电力.单晶硅太阳能电池的性能稳定,转换效率高,体积小,重量轻,很适合作太空航天器上的电源.美国的大型航天器——太空实验室上就安装有4块太阳能电池帆板,它们是由147840块8平方厘米大小的单晶硅太阳能电池排列组成的,发电功率大约为12KW. 编辑本段类别　　晶体硅包括单晶硅和多晶硅,晶体硅的制备方法大致是先用碳还原SiO2成为Si,用HCl反应再提纯获得更高纯度多晶硅,单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅.硅的单晶体.具有基本完整的点阵结构的晶体.不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料.纯度要求达到99.9999％,甚至达到99.9999999％以上.用于制造半导体器件、太阳能电池等.用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成. 　　熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅. 编辑本段化学及物理性质　　单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加,有显著的半导电性.超纯的单晶硅是本征半导体.在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体；如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体. 　　单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅.单晶硅主要用于制作半导体元件.无定形硅(a-Si)又称非晶硅,是硅的一种同素异形体.晶体硅通常呈正四面体排列,每一个硅原子位于正四面体的顶点,并与另外四个硅原子以共价键紧密结合.这种结构可以延展得非常庞大,从而形成稳定的晶格结构.而无定性硅不存在这种延展开的晶格结构,原子间的晶格网络呈无序排列.换言之,并非所有的原子都与其它原子严格地按照正四面体排列.由于这种不稳定性,无定形硅中的部分原子含有悬空键(dangling bond).这些悬空键对硅作为导体的性质有很大的负面影响.然而,这些悬空键可以被氢所填充,经氢化之后,无定形硅的悬空键密度会显著减小,并足以达到半导体材料的标准.但很不如愿的一点是,在光的照射下,氢化无定形硅的导电性能将会显著衰退,这种特性被称为SWE效应(Staebler-Wronski Effect). 　　美国科学家Stanford R. Ovshinsky拥有许多关于无定形硅的专利,包括半导体、太阳能电池等.它们的成本较相应的晶体硅制成品要低很多. 　　此外,无定形硅可用作自计温度计照相机(Thermal Camera)中的微辐射探测仪(microbolometer).