સિલિકોન સેમિકન્ડક્ટર છે
જવાબ છે: સિલિકોન સેમિકન્ડક્ટર છે. ઉકેલ: અધિકાર
શું તમે ટેક્નોલોજી વિશે ઉત્સાહી છો અને સેમિકન્ડક્ટર્સની દુનિયા વિશે વધુ જાણવા માગો છો? જો એમ હોય, તો તમે યોગ્ય સ્થાને આવ્યા છો! સિલિકોન એ આજે ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ અને વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા સેમિકન્ડક્ટર્સમાંનું એક છે. આ બ્લોગ પોસ્ટમાં, અમે અન્વેષણ કરીશું કે સિલિકોન શું છે અને તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે.
સિલિકોન શું છે?
સિલિકોન એ અણુ ક્રમાંક 14 ધરાવતું સેમિકન્ડક્ટર છે. સિલિકોન પૃથ્વી પર વિવિધ તત્વોમાં જોવા મળે છે, પરંતુ તે સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ, સિલિકોન નાઇટ્રાઇડ અને સિલિકોન કાર્બાઇડ તરીકે સૌથી વધુ જોવા મળે છે. સિલિકોન સખત, બરડ, વાદળી-ગ્રે સ્ફટિકીય ઘન છે. સિલિકોન એક ધાતુ છે અને તેની બાહ્યતમ ભ્રમણકક્ષામાં ચાર વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન છે. જ્યારે સિલિકોન શુદ્ધ હોય છે, ત્યારે તે શબ્દના સાચા અર્થમાં વાહક નથી, પરંતુ તે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં વીજળીનું સંચાલન કરે છે. સિલિકોનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોમાં થાય છે, જ્યાં તે આંતરિક સેમિકન્ડક્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે.
પૃથ્વી પર સિલિકોનની વિપુલતા
સિલિકોન એ પૃથ્વી પરના સૌથી સામાન્ય તત્વોમાંનું એક છે અને લગભગ દરેક પ્રકારના ખડકો અને માટીમાં જોવા મળે છે. તે પૃથ્વીના પોપડાનો 27.7% હિસ્સો ધરાવે છે અને ઓક્સિજન પછી પોપડામાં બીજા નંબરનું સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં તત્વ છે. સિલિકોન એ બ્રહ્માંડમાં સાતમું સૌથી વધુ વિપુલ તત્વ પણ છે અને ઓક્સિજન પછી ગ્રહ પરનું બીજું સૌથી વધુ વિપુલ તત્વ છે. વધુમાં, સિલિકોન એ આધુનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા તત્વોમાંનું એક છે. સિલિકોન સેમિકન્ડક્ટર છે, જેનો અર્થ છે કે તે વીજળીનું સંચાલન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. આ કમ્પ્યુટર ચિપ્સ અને સેલ ફોન જેવા ઉપકરણો માટે મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે કારણ કે તે તેમને કાર્ય કરવાની મંજૂરી આપે છે. સિલિકોનનો ઉપયોગ અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો જેમ કે ટેલિવિઝન અને કમ્પ્યુટર મોનિટરમાં પણ થાય છે.
સિલિકોનની અણુ રચના
સિલિકોન એ 7 ની મોહસ કઠિનતા સાથે વાદળી-ગ્રે સ્ફટિકીય ઘન છે. તે સિ ચિહ્ન અને અણુ ક્રમાંક 14 ધરાવતું રાસાયણિક તત્વ છે. સિલિકોન એ પૃથ્વીના પોપડામાં બીજું સૌથી વધુ વિપુલ તત્વ છે, જે ગ્રહના કુલ દળના લગભગ 8% જેટલું બનાવે છે. . સિલિકોન મોટાભાગે ખડકો અને ખનિજોમાં જોવા મળે છે, પરંતુ તે પાણી અને હવામાં પણ જોવા મળે છે. સિલિકોનનો ઉપયોગ અદ્યતન સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો અને સૌર કોષો સહિત વિવિધ ઉત્પાદનોમાં થાય છે.
દરેક સિલિકોન અણુ ચાર પડોશી સિલિકોન અણુ સાથે ચાર ઇલેક્ટ્રોન વહેંચે છે. ઇલેક્ટ્રોનનું આ વહેંચણી નિયમિત સામયિક બંધારણમાં પરિણમે છે જેને ક્રિસ્ટલ જાળી કહેવાય છે, જેમાં દરેક અણુ ચોક્કસ સ્થાન ધરાવે છે. સોલિડ-સ્ટેટ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, શુદ્ધ સિલિકોન અથવા જર્મેનિયમનો ઉપયોગ આંતરિક સેમિકન્ડક્ટર તરીકે થઈ શકે છે જે ઉત્પાદન માટે પ્રારંભિક બિંદુ બનાવે છે. સિલિકોન કાચ અને સિરામિક સામગ્રીનો પણ એક ઘટક છે.
સિલિકોન એ કાર્બન-109, ઓક્સિજન-12 અને નિયોન-16 ન્યુક્લી દ્વારા આશરે 20 K તાપમાને આલ્ફા કણોના શોષણનું કોસ્મિક ઉત્પાદન હોવાનું માનવામાં આવે છે.
સેમિકન્ડક્ટર ઉદાહરણો
સેમિકન્ડક્ટરના કેટલાક ઉદાહરણો સિલિકોન, જર્મેનિયમ અને ગેલિયમ આર્સેનાઇડ છે, જે સામયિક કોષ્ટકમાં કહેવાતા "મેટાલિક સ્ટેરકેસ" ની નજીકના તત્વો છે. સિલિકોન એ સૌથી સામાન્ય અને મૂળભૂત સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે, જેનો ઉપયોગ વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં થાય છે. પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગ માટે સિલિકોન નિર્ણાયક છે અને તેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોમાં સ્વિચ, સર્કિટ અને ગેટ્સમાં થાય છે. સિલિકોનનો ઉપયોગ સોલર સેલ, એલઈડી અને ટચ સ્ક્રીનમાં પણ થાય છે.
શું સિલિકોન સેમિકન્ડક્ટર છે?
હા, મોટાભાગની સેમિકન્ડક્ટર ચિપ્સ અને ટ્રાન્ઝિસ્ટર સિલિકોનમાંથી બનાવવામાં આવે છે, જે તેની સ્થિર રચના અને ઓછી કિંમતને કારણે પસંદગીનો કાચો માલ છે. સિલિકોન એ 4મું જૂથ તત્વ છે જે ધાતુની વર્તણૂક દર્શાવે છે અને સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન બોન્ડિંગ ઓર્બિટલમાં XNUMX વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. સિલિકોન શબ્દના સાચા અર્થમાં વાહક નથી, પરંતુ તે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં વીજળીનું સંચાલન કરે છે. સિલિકોન એ સેમિકન્ડક્ટર છે, જેનો અર્થ છે કે તે વીજળીનું સંચાલન કરવાની અને અન્ય પરિસ્થિતિઓમાં ઇન્સ્યુલેટર તરીકે કાર્ય કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સિલિકોનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોમાં તેના ઘણા ગુણધર્મોને કારણે થાય છે, જેમ કે તેની કાટ અને ગરમીનો પ્રતિકાર કરવાની ક્ષમતા.
ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સિલિકોનની ભૂમિકા
સિલિકોન એ સેમિકન્ડક્ટર છે, જેનો અર્થ છે કે તે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં વીજળીનું સંચાલન કરવાની અને અન્ય હેઠળ ઇન્સ્યુલેટર તરીકે કાર્ય કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સિલિકોનનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો બનાવવા માટે થાય છે, જેમ કે ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ, અને તેમની વિપુલતા તેને આ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોનિક્સ માટે લોકપ્રિય સામગ્રી બનાવે છે. વધુમાં, સિલિકોનનો ઉપયોગ આંતરિક સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીમાં થાય છે, જે ભવિષ્યના ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના વિકાસ માટે જરૂરી છે.
સિલિકોનની સ્ફટિક રચના
સિલિકોનનું સ્ફટિક માળખું હીરાના આકારનું છે અને તેમાં બે ઓવરલેપિંગ આદિમ ચહેરા-કેન્દ્રિત (fcc) જાળીનો સમાવેશ થાય છે. આ સ્ફટિક માળખું તમામ આંતરિક સેમિકન્ડક્ટર માટે સામાન્ય છે. સિલિકોનના ઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મો આ જાળીઓમાં તેના ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણીને કારણે છે.
આંતરિક સેમિકન્ડક્ટર
આંતરિક સેમિકન્ડક્ટર સિલિકોન (અથવા જર્મેનિયમ) ફોસ્ફરસ અને ફોસ્ફરસ પરમાણુ જેવા 5-વેલેન્ટ તત્વોની થોડી માત્રા સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે. પરિણામે, આંતરિક સેમિકન્ડક્ટર સંપૂર્ણ શૂન્યથી ઉપરના તાપમાને સંપૂર્ણ ઇન્સ્યુલેટર તરીકે વર્તે છે. આંતરિક સેમિકન્ડક્ટરનો ઉપયોગ ઘણીવાર સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોમાં થાય છે કારણ કે તેઓ ઇલેક્ટ્રોનને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનથી દખલ કર્યા વિના મુક્તપણે વહેવા દે છે. આ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોને બાંધવાની મંજૂરી આપે છે જે સિલિકોન જેવી સામગ્રીમાંથી બનેલા ઉપકરણો કરતાં નાના અને ઝડપી હોય છે જે આંતરિક રીતે સેમિકન્ડક્ટર નથી.
ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સિલિકોનનો ઉપયોગ
આજે, સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોમાં વપરાતા ઉચ્ચ-શુદ્ધતા એલિમેન્ટલ સિલિકોનના નાના અપૂર્ણાંકને કારણે ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સિલિકોનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. સિલિકોન એ માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને તમામ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં સામાન્ય સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે. સિલિકોનની નીચી કિંમત શા માટે ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોમાં સિલિકોનની ભૂમિકા
સિલિકોન એ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે જેનો ઉપયોગ ઉપકરણના ઉત્પાદન માટે થાય છે, તેમજ તે ઘણા સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો માટે આંતરિક છે. સિલિકોનની સ્ફટિકીય રચના અને પૃથ્વી પર વિપુલતા તેને એક ઉત્તમ સેમિકન્ડક્ટર પસંદગી બનાવે છે. સિલિકોનના ફેબ્રિકેશન અને બેન્ડગેપની સરળતા તેને વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે. સિલિકોનનો ઉપયોગ ડાયોડ, થાઇરિસ્ટોર્સ, IGBTs, MOSFET ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને અન્ય સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોમાં પણ થાય છે.
સિલિકોન ગુણધર્મો
સિલિકોન એ સખત પરંતુ બરડ સ્ફટિકીય ઘન છે જે વાદળી-ગ્રે ધાતુની ચમક ધરાવે છે. સિલિકોન ટેટ્રાવેલેન્ટ પણ છે, એટલે કે તેની સંયોજકતા 4 છે. સિલિકોન એ સિલિકોન સંયોજનો અને સિલિકોન-આધારિત સામગ્રીના ઉત્પાદન સહિત અનેક ઉપયોગો સાથે બહુમુખી સામગ્રી છે. તેમાં કાર્બન અને જર્મેનિયમ વચ્ચેના યાંત્રિક ગુણધર્મો પણ છે, જે તેને સેમિકન્ડક્ટર તરીકે ઉપયોગી બનાવે છે. વધુમાં, સિલિકોનમાં સ્ફટિકીય સિલિકોનમાં ઓછી બોન્ડ એનર્જી હોય છે, જે તેને હીરા કરતાં ઓછી પીગળેલી અને નરમ બનાવે છે. છેલ્લે, સિલિકોન એ નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોતોનો એક ઘટક છે, જેમાં સૌર અને પવનનો સમાવેશ થાય છે.
સિલિકોન વાપરે છે
સિલિકોન એ એક વિપુલ પ્રમાણમાં ખનિજ છે જે સમગ્ર વિશ્વમાં વિવિધ સ્થળોએ જોવા મળે છે, અને તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર નિર્માણ સામગ્રી, ટ્રાન્ઝિસ્ટર, કમ્પ્યુટર ચિપ્સ અને સૌર કોષોમાં થાય છે. જો કે, તેનો સૌથી પ્રસિદ્ધ ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો અને ઉર્જા ક્ષેત્રમાં તેના સેમિકન્ડક્ટિંગ ગુણધર્મોને કારણે છે. સિલિકોનનો ઉપયોગ કોસ્મેટિક, ફૂડ અને ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગોમાં પણ વ્યાપકપણે થાય છે. જ્યારે સિલિકોનના ઘણા સંભવિત ભાવિ ઉપયોગો છે, તે ધ્યાનમાં રાખવું મહત્વપૂર્ણ છે કે તે અતિશય તાપમાન અને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રોથી નુકસાન માટે પણ સંવેદનશીલ છે.
સિલિકોન સંયોજનો
ત્યાં વિવિધ પ્રકારના સિલિકોન સંયોજનો ઉપલબ્ધ છે, જેમાં પ્રત્યેકના પોતાના ગુણધર્મો અને ઉપયોગોનો સમૂહ છે. આ લેખમાં આપણે સિલિકોન સંયોજનો અને તેમના ગુણધર્મો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીશું. અમે પુનઃપ્રાપ્ય ઊર્જામાં સિલિકોનના ઉપયોગો અને ભવિષ્ય માટે તેની સંભવિતતા વિશે પણ ચર્ચા કરીશું.
નવીનીકરણીય ઊર્જામાં સિલિકોન
સિલિકોન તેની પ્રાકૃતિક વિપુલતા, સ્થિરતા, બિન-ઝેરીતા અને સુસ્થાપિત રિફાઇનિંગ અને પ્રોસેસિંગને કારણે સૌર કોષો માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી છે. આજના સિલિકોન સૌર કોષો ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, ઓછી કિંમત અને લાંબા આયુષ્યનું સંયોજન પ્રદાન કરે છે. મોડ્યુલો 25 વર્ષ કે તેથી વધુ ચાલશે તેવી અપેક્ષા છે. ફોટોવોલ્ટેઇક સોલર પેનલ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે જે સૌર ઊર્જાના ફોટોનને શોષી લે છે અને તેને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. ડોપ્ડ સ્ફટિકીય સિલિકોન એ આજે ઉપયોગમાં લેવાતા સૌર સેલનો સૌથી સામાન્ય પ્રકાર છે. જો કે, ત્યાં ઘણી આશાસ્પદ સૌર કોષ સામગ્રી વિકસાવવામાં આવી રહી છે જે વર્તમાન સોલર સેલ ટેકનોલોજીને સુધારવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
સિલિકોન ભવિષ્ય
સિલિકોન ટેકનોલોજીનું ભવિષ્ય ઉજ્જવળ છે. સિલિકોન ભૂતકાળમાં એક આકર્ષક સામગ્રી હતી અને હજુ પણ માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો માટે પસંદગીની સામગ્રી છે. તેના વ્યાપક ઉપયોગ છતાં, સિલિકોન ટેક્નોલોજી હજુ પણ ઝડપી વિકાસમાંથી પસાર થઈ રહી છે. સિલિકોનના ગુણધર્મોની સતત શોધ કરવામાં આવી રહી છે, અને સિલિકોનના નવા ઉપયોગો સતત શોધવામાં આવે છે. સિલિકોનનો ઉપયોગ પુનઃપ્રાપ્ય ઉર્જા સ્ત્રોતોમાં પણ થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં મુખ્ય ઘટક તરીકે તેનું ભાવિ ખૂબ જ આશાસ્પદ લાગે છે.
