يستخدم كل من السيلكون والجرمانيوم في الأجهزة الإلكترونية

كتابة حسام - آخر تحديث: 26 أكتوبر 2020 , 17:10
يستخدم كل من السيلكون والجرمانيوم في الأجهزة الإلكترونية

يستخدم كل من السيلكون والجرمانيوم في الأجهزة الإلكترونية ، التي نستعملها يومياً كالهاتف و التلفاز فما هي خصائص هذه المواد وما الذي يجعلها مادة مميزة، وهل فعلا يستخدم السيلكون والجرمانيوم في الأجهزة الإلكترونية، هذا ما سنبحث عنه في هذا المقال.

أشباه الموصلات

أشباه الموصلات هي مواد لها موصلية بين الموصلات مثل المعادن بشكل عام وغير الموصلة أو العوازل مثل معظم مواد السيراميك، و يمكن أن تكون أشباه الموصلات عناصر نقية، مثل السيليكون أو الجرمانيوم، أو مركبات مثل زرنيخيد الغاليوم أو سيلينيد الكادميوم، بحيث يمكن أن يتم في عملية تسمى المنشطات.

يتم إضافة كميات صغيرة من الشوائب إلى أشباه الموصلات النقية مما يؤدي إلى تغييرات كبيرة في موصلية المادة للكهرباء، و تعد أشباه الموصلات جزءاً مهماً من حياتنا، فمثلا تخيل الحياة بدون أجهزة إلكترونية، لن تكون هناك أجهزة راديو ولا تلفزيونات ولا أجهزة كمبيوتر ولا ألعاب فيديو، و على الرغم من أنه يمكن تصنيع العديد من الأجهزة الإلكترونية باستخدام تقنية الأنابيب المفرغة، الا أن التطورات في تقنية أشباه الموصلات خلال الخمسين عاماً الماضية جعلت الأجهزة الإلكترونية أصغر حجماً وأسرع وأكثر موثوقية.[1]

مادة السليكون

هو عنصر كيميائي وعدده الذري 14، و يصنف السليكون من أشباه الفلزات وهو رباعي التكافؤ، و يوجد خلاف حول تاريخ اكتشافه للمرة الأولى في التاريخ، لكن تم تحضيره وتنقيته للمرة الأولى عام 1823 ميلادي ، و تعد مادة السيليكون من أهم المواد المستخدمة في تطبيقات تكنولوجيا الأجهزة الالكترونية لأنها العمود الفقري لصناعة الإلكترونيات الدقيقة وكذلك أكثر المواد توافق مع الحياة، و إنها أقل المواد سمية، كما وتعد مادة السليكون صديقة للبيئة.[1]

مادة الجرمانيوم

هو عنصر كيميائي بين السيليكون والقصدير في المجموعة 14 من الجدول الدوري، وهو معدن فضي رمادي، بحيث أنه وسيط في الخصائص بين المعادن واللافلزات، و على الرغم من عدم اكتشاف الجرمانيوم حتى عام 1886 ميلادي بواسطة الكيميائي الألماني كليمنس وينكلر، إلا أن الكيميائي الروسي قد تنبأ بوجوده وخصائصه وموقعه في النظام الدوري عام 1871 ميلادي، وبعد ذلك لم يصبح الجرمانيوم مهماً اقتصادياً إلا بعد عام 1945 ميلادي، عندما تم التعرف على خصائصه كأشباه موصلات وتبين فيما بعد على أنها ذات قيمة في عالم الإلكترونيات، حيث تستخدم العديد من المواد الأخرى الأن أيضاً كأشباه موصلات، ولكن يظل الجرمانيوم ذا أهمية أساسية في تصنيع الترانزستورات ومكونات الأجهزة مثل المقاومات والخلايا الضوئية.[2]

يستخدم كل من السيلكون والجرمانيوم في الأجهزة الإلكترونية

نعم، يستخدم كل من السيلكون والجرمانيوم في الأجهزة الإلكترونية، نظراً لما قد ذكرنا سابقاً فإن السيليكون والجرمانيوم مواد من أشباه الموصلات الكهربائية لذلك فهي تستخدم في صناعة الترانزستورات و المقاومات الكهربائية وتدخل ايضاً في العديد من القطع الألكترونية الصغيرة، وتعتبر مادتي السيليكون والجرمانيوم من المواد التي غيرت مجرى التكنولوجيا، حيث أنه ومن قبل أستخدامها في الألكترونيات كانت الأجهزة الألكترونية كبيرة جداً ومكلفة، الا أن ومنذ استخدامها جعلت الأجهزة الالكترونية اقل حجما بكثير، ومن أهم خصائص المادتين التي كانت سبباً في استخدامها هي:[3]

  • مواد شبه موصلة
  • تعتبر عناصر كيميائية مستقرة
  • من السهل تغيير خواص عزل ونقل الكهرباء فيهما
  • مواد ذات تكلفة رخيصه نسبياً

فأنه ومع الكلفة البسيطة للسيليكون والجرمانيوم بالاضافة للمزايا السابقة يُصبح السيليكون والجرمانيوم أفضل عناصر في عمليات تصنيع الدارات الالكترونية بالإضافة للسهولة في عملية الإنتاج مقارنة مع أشباه الموصلات الأخرى.

في نهاية هذا المقال نكون قد تعرفنا بأنه يستخدم كل من السيلكون والجرمانيوم في الأجهزة الإلكترونية، وتعرفنا على خصائص مادتي السيلكون والجرمانيوم، ومدى تأثيرهما على تطور الأجهزة الإلكترونية، واسباب استخدامهما بالذات من بين كل أشباه الموصلات الاخرى.

المراجع

  1. ^ sciencedirect.com , Silicon (Indirect Material) , 26/10/2020
  2. ^ britannica.com , Germanium , 26/10/2020
  3. ^ testandmeasurementtips.com , Why silicon and germanium are semiconductors , 26/10/2020
1524 مشاهدة