半导体发光:当有电流通过发光二极管时,即产生非平衡载流子(非平衡的导带电子和价带空穴),然后非平衡的导带电子跃迁到价带与空穴复合、并发光。这就是pn发光管的发光机理。
物质吸收光其实就是将光子能量吸收了。可见光的光子能量范围为1.8~3.1eV,半导体和绝缘体能吸收哪些光取决于其带隙(Eg),带隙值大于3.1eV的物质不吸收光,呈无色透明;若只吸收1.8~3.1eV范围内的一部分,那么该物质就会呈现颜色。金属不存在带隙,对光的吸收与半导体和绝缘体的情况有区别,具体怎样的我就不知道了。(参考上海交通大学《材料科学基础》(第三版)10.5.6和10.5.8)0.2微米到3微米。
硅的化学性质非常稳定,常与氧元素形成化合物。存在于地表的硅几乎总以含氧化合物的形式存在,尤以包含4个配位键的结构居多,少有例外。每1个硅元素搭配4个氧元素的组合可以单独形成基团,也可以形成链、带、环、层等复杂结构。在常温下,除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应。
固态硅单质不太活泼,不易与气体或液体试剂反应;液态硅单质则相反,能与多数金属发生反应。
硅是一种半导体材料,可用于制作半导体器件、太阳能电板、光纤和集成电路。还可以合金的形式使用(如硅铁合金),用于汽车和机械配件。
也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中。还可用于制造玻璃、混凝土、砖、耐火材料、硅氧烷、硅烷。与铁结合,可以成为矽钢,这是一种耐磨的钢件,常用在各种工具上。此外,硅也是不锈钢的主成分之一,用来使不锈钢具有耐磨的特性。
制取方法
实验室里可用镁粉在赤热下还原粉状二氧化硅,用稀酸洗去生成的氧化镁和镁粉,再用氢氟酸洗去未作用的二氧化硅,即得单质硅。这种方法制得的都是不够纯净的无定形硅,为棕黑色粉末。工业上生产硅是在电弧炉中还原硅石(SiO2含量大于99%)。
使用的还原剂为石油焦和木炭等。使用直流电弧炉时,能全部用石油焦代替木炭。
石油焦的灰分低(0.3%~0.8%),采用质量高的硅石(SiO2大于99%),可直接炼出制造硅钢片用的高质量硅。高纯的半导体硅可在1200℃的热硅棒上用氢气还原高纯的三氯氢硅SiHCl3或SiCl4制得。超纯的单晶硅可通过直拉法或区域熔炼法等制备。
用镁还原二氧化硅可得无定形硅。用碳在电炉中还原二氧化硅可得晶体硅。电子工业中用的高纯硅则是用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅而制得。
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