цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 

Роль химии в электронике

Автор: Mike(admin) от 3-12-2017, 19:05

Отрасль микроэлектроники постоянно стремится к миниатюризации стандартных электронных устройств на основе кремния для обеспечения более высокой производительности, которая может быть размещена в меньших корпусах.


Роль химии в электронике

Прогресс, достигнутый в результате этой миниатюризации, проявляется в потребительской электронике, такой как мобильные телефоны и ноутбуки. Теперь кремниевая молекулярная электроника – дополнительная технология для обычной микроэлектроники, которая может уменьшить электронные устройства до нанометровых размеров. И такой прогресс был бы невозможен без прорывов и исследований в области химии.


Почти наверняка вам никогда не приходило в голову, что компьютеры и остальная современная электроника неразрывно связаны с химией, или что их производство и функционирование зависит от самой сложной химии, применяемой в миниатюрном масштабе. Химические процессы проявляют себя и в специфических электронных устройствах, например, в атомайзерах. Атомайзер Vandy Vape Berserker, к примеру, обладает рядом особенностей, позволяющих наиболее эффективно испарять жидкость. Благодаря этому обеспечивается потрясающая вкусопередача. К тому же он обладает точечной настройкой обдува, имея пять отверстий разного диаметра от 0.8 до 1.6 мм.


Vandy Vape Berserker,

Но вернемся к классической электронике. Кремний лежит в основе сегодняшних широко распространенных вычислительных устройств, но это не всегда было так. Вакуумные трубки когда-то были ультрасовременным элементом электроники, основными компонентами ранних радиостанций, телевизоров и даже компьютеров. Ученых интересовали специфические характеристики кремния и других полупроводников с конца 19 века. Эти материалы не были ни высокопроводящими металлами, ни непроводящими изоляторами, они были где-то посередине – отсюда и название «полупроводник». В отличие от металлов их удельное сопротивление не увеличивалось с температурой. Однако они реагировали на воздействие света, даже создавая ток. У них также была особая способность ограничивать электрический ток передачей в одном направлении, преобразуя (или выпрямляя) переменный ток в постоянный.


Хотя полупроводниковые выпрямители использовались в начале 20-го века для обнаружения радиосигналов, эти «кристаллические детекторы» вскоре были замещены вакуумными лампами. Однако в 1930-х годах интерес возродился, когда исследователи из американских лабораторий Bell Labs обнаружили, что вакуумные трубки не могут выпрямить очень короткие радиоволны. Ранние кремниевые выпрямители были ненадежными, но Рассел Ол (Russell Ohl), химик из Bell Labs, подозревал, что их неустойчивые результаты частично объясняются наличием примесей. Ол и его коллеги решили проблему, и к 1940 году они могли производить высокочистый поликристаллический кремний. Исследователи Bell Labs установили, что электрическое поведение кремния действительно может быть изменено путем избирательного включения примесей. Бор, алюминий и другие элементы из третьего столбца периодической таблицы привели к образованию кремния с дефицитом электронов и «положительными» электрическими характеристиками, которые они называли «кремнием типа р-типа». С другой стороны, такие элементы, как фосфор из пятой колонки таблицы Менделеева, дали материалу избыток электронов и «отрицательные» электрические характеристики, в итоге получился кремний «n-типа». Продолжая эти исследования, Ол обнаружил, что соединение между областями p-типа и n-типа действует как выпрямитель.


Эти открытия оказались важным поворотным моментом в развитии полупроводниковой электроники, поскольку именно эта способность манипулировать свойствами полупроводниковых материалов путем добавления примесей позволило разрабатывать диоды, транзисторы и, в конечном счете, интегральные схемы, состоящих из миллионов этих устройств.




© digitrode.ru




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий