为什么硅是半导体

硅是半导体的原因：硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，所以具半导体性质。

扩展资料：

硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有机生命的基础，那么硅对于地壳来说，占有同样的位置，因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的。这些岩石几乎全部是由硅石和各种硅酸盐组成。长石、云母、黏土、橄榄石、角闪石等等都是硅酸盐类；水晶、玛瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。

地球上的半导体，是一个颇为庞大的家族。在物质的导电性上，有绝缘体和导电体，而介于这两者之间的物质，就是半导体。半导体的导电性可以 *** 控。按照摩尔法则，半导体已经成为了21世纪信息技术发展的基础。计算机真正成为了我们每个人的工具。

在诸多的半导体材料中，人类最终选择了硅作为芯片的主要用材。硅是地球地壳里最为常见的物质之一，它有什么特殊的地方，能够成为芯片的主要载体？

人类的计算机一开始使用电子管运作，但电子管体积太大，人类打造的第一台电子计算机重量达到了30吨，足足占据了150平米的大房间，但其计算速度还不如我们现在的手机。人类在发现半导体之后，敏锐地意识到它可以用来取代电子管。

最开始的半导体晶体管，人类采用的是昂贵的锗材料制作的。微电子的时代由此起步。晶体管就像是一种微型开关，在加入不同元素的时候，它会呈现出不同的特性。利用晶体管的不同组合，计算机就能完成各种类型的运算。

但是问题很快出现了，锗元素在地壳中的含量只有一百万分之七，如果我们选择用锗打造晶体管，人类计算机的价格将会大大超出普通人的承受范围。最终人类选择了硅，这种在地壳里几乎随处可见的物质 。

硅元素价格低廉，几乎不存在成本问题。人类提纯硅的技术已经炉火纯青，现在提纯出来的硅纯度已经无限接近100%。硅元素不但无毒无害，还具有化学性质稳定的特性。锗在75摄氏度以上高温中，导电率会出现不稳定的现象，不利于芯片的长期使用。

以硅为基础的半导体技术，改变了人类 社会 的面貌。但人类晶体管的性能已经基本达到极限，未来人类会需要新一代的处理器，比如纳米技术，石墨烯等材料。

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