Де використовується кремній

Як видобувають кремній

Кремній - другий за поширеністю на Землі хімічний елемент (після кисню). Він рідко зустрічається в чистому вигляді - кристалами, набагато частіше його можна бачити в складі різних з`єднань і мінералів - шпат, кремінь, кварцовий пісок.

Для виділення чистого кремнію хіміки проводять реакцію кварцового піску з магнієм. Також кремній виплавляють при високих температурах і навіть «вирощують». Метод Чохральського дозволяє використовувати тиск, температуру і сполуки кремнію для отримання кристалів чистого речовини.

Побут

Сполуки кремнію активно використовуються в побуті та господарстві людини, у промисловості. Кварцовий пісок використовується при отриманні скла і цементу. Силікатна промисловість названа так на честь кремнію, «друге ім`я» якого «силіциуму». Силікати використовуються в сільському господарстві, при добриві грунту. Також на основі кремнієвих з`єднань отримують силікатний клей.

Радіоелектроніка

Кремній має унікальні радіоелектронні властивості. Чистий кремній є напівпровідником. Це означає, що він може проводити струм при певних умовах, коли зона провідності мала. Якщо область провідності велика, кремній-напівпровідник перетворюється на кремній-ізолятор.

Напівпровідникові властивості неметалла кремнію привели до створення транзистора. Транзистор - пристрій, що дозволяє контролювати напругу і силу струму. На відміну від лінійних провідників, транзистори з кремнію мають три основні елементи - колектор, «збирає» струм, базу та емітер, ток підсилюють. Поява транзистора викликало «електронний бум», привело до створення перших комп`ютерів і побутової техніки.

Комп`ютери

Успіхи кремнію в електроніці не залишилися непоміченими в комп`ютерній техніці. Спочатку процесори хотіли робити з «дорогих» типових напівпровідників, наприклад германію. Однак його висока ціна не дозволила поставити виробництво германієвих плат на потік. Тоді сміливці з IBM вирішили ризикнути і спробувати в якості матеріалу для «серця» комп`ютерної системи кремній. Результати не змусили себе чекати.

Кремнієві плати виявилися досить дешевими, що було особливо важливо на самому початку зародження комп`ютерної галузі, коли було багато браку і мало потенційних покупців.

Сьогодні кремнієві мікросхеми домінують в комп`ютерній галузі. Кристали чистого кремнію для процесорів і контролерів навчилися вирощувати в фабричних умовах, матеріал простий в експлуатації. І головне - кремній дозволив подвоювати кількість елементів на процесорі кожні два роки (закон Мура). Таким чином, на кремнієвій схемою одного і того ж розміру стає все більше і більше транзисторів і інших логічних елементів. Кремній дозволив зробити інформаційні технології максимально ефективними.