Ποιο στοιχείο χρησιμοποιείται συχνά ως ημιαγωγοί για υπολογιστές;

Το πυρίτιο (Si) είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό ημιαγωγών σε τσιπ υπολογιστών και ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC) λόγω των εξαιρετικών ηλεκτρικών του ιδιοτήτων και της σχετικής αφθονίας του στον φλοιό της Γης. Το πυρίτιο έχει κρυσταλλική δομή με επαναλαμβανόμενο μοτίβο ατόμων και η ηλεκτρική του αγωγιμότητα μπορεί να ελεγχθεί επακριβώς με την προσθήκη ή την αφαίρεση ηλεκτρονίων, μια διαδικασία γνωστή ως ντόπινγκ. Το ντόπινγκ επιτρέπει στο πυρίτιο να λειτουργεί ως ημιαγωγός, που σημαίνει ότι μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό υπό συγκεκριμένες συνθήκες.

Το διάκενο του πυριτίου, το οποίο αντιπροσωπεύει τη διαφορά ενέργειας μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας, είναι ιδανικό για τρανζίστορ, τα οποία είναι τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία των τσιπ υπολογιστών. Τα τρανζίστορ μπορούν να κατασκευαστούν με επιλεκτικό ντόπινγκ πυριτίου για τη δημιουργία περιοχών με διαφορετικές ηλεκτρικές ιδιότητες, επιτρέποντας τη μεταγωγή και την ενίσχυση των ηλεκτρικών σημάτων.

Η αξιοπιστία, το χαμηλό κόστος και η συμβατότητα του πυριτίου με διάφορες διαδικασίες κατασκευής συνέβαλαν επίσης στην ευρεία υιοθέτησή του στη βιομηχανία ημιαγωγών. Επιπλέον, οι συσκευές με βάση το πυρίτιο μπορούν να λειτουργήσουν σε υψηλές θερμοκρασίες και είναι σχετικά ανθεκτικές στην ακτινοβολία και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες.

Ωστόσο, καθώς η τεχνολογία συνεχίζει να προοδεύει και προκύπτει η ανάγκη για ακόμη μικρότερα και πιο ισχυρά τρανζίστορ, άλλα υλικά ημιαγωγών, όπως το αρσενίδιο του γαλλίου (GaAs), το φωσφίδιο του ινδίου (InP) και οι νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs), διερευνώνται επίσης για εξειδικευμένα εφαρμογές.