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Los Solidos Cristalinos como semiconductores - U. TELESUP

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¿Qué SON LOS SOLIDOS CRISTALINOS?

Todo cristal puede describirse en función de un motivo, formado porátomos o grupos de átomos, que recibe el nombre de base y quese repite en las posiciones correspondientes a un conjuntotriplemente periódico de puntos en el espacio tridimensionaldenominado red. Se denomina cristal de Bravais a aquellasestructuras en las que la base consta de un único átomo.El conjunto de puntos de la red constituye un espacio vectorialsobre el anillo de los números enteros. Los vectores generadoresde dicho espacio vectorial se denominan vectores característicosde la red y determinan un paralelepípedo llamado celda primitivadel cristal o celda unidad. Dicha celda primitiva no es única y porconvenio se denomina celda primitiva a aquella construida convectores característicos cuyos módulos sean los más pequeñosposibles. Es evidente que a cada celda primitiva puede asociarseunívocamente un punto de la red.

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EL SILICIO

Concepto.- El silicio es un elementoquímico metaloide, número atómico 14 y situado en el grupo 4de la tabla periódica de los elementosformando parte de lafamilia de los carbonoideos de símbolo Si. Es el segundoelemento más abundante en la corteza terrestre(27,7% enpeso) después del oxígeno. Se presenta en forma amorfa ycristalizada; el primero es un polvo parduzco, más activo que lavariante cristalina, que se presenta en octaedros de color azulgrisáceo y brillo metálico.

Características.- Sus propiedades son intermedias entre lasdel carbono y el germanio. En forma cristalina es muy duro ypoco soluble y presenta un brillo metálico y color grisáceo.Aunque es un elemento relativamente inerte y resiste la acciónde la mayoría de los ácidos, reacciona conlos halógenos y álcalis diluidos. El silicio transmite más del 95%de las longitudes de onda de la radiación infrarroja

Aplicaciones.:

Como material refractario, se usa en cerámicas, vidriados y esmaltados.

Como elemento fertilizante en forma de mineral primario rico en silicio, para la agricultura.

Como elemento de aleación en fundiciones.

Fabricación de vidrio para ventanas y aislantes.

El carburo de silicio es uno de los abrasivos más importantes.

Se usa en láseres para obtener una luz con una longitud de onda de 456 nm.

La silicona se usa en medicina en implantes de seno y lentes de contacto.

Silicio Cristalino

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EL GERMANIO

Concepto.- El germanio es un elemento químico con númeroatómico 32, y símbolo Ge perteneciente al grupo 4 de la tablaperiódica de los elementos.

Características.- Es un metaloide sólido duro, cristalino, de colorblanco grisáceo lustroso, quebradizo, que conserva el brillo atemperaturas ordinarias. Presenta la misma estructuracristalina que el diamante y resiste a los ácidos y álcalis.

Forma gran número de compuestos organo metálicos y es unimportante material semiconductor utilizado en transistores y fotodetectores. A diferencia de la mayoría de semiconductores, elgermanio tiene una pequeña banda prohibida (band gap) por loque responde de forma eficaz a la radiación infrarroja y puedeusarse en amplificadores de baja intensidad.

Aplicaciones.: Fibra óptica. Electrónica: radares y amplificadores de guitarras

eléctricas usados por músicos nostálgicos del sonido de la primera época delrock and roll; aleaciones SiGe en circuitos integrados de alta velocidad. También se utilizan compuestos sandwich Si/Ge para aumentar la movilidad de los electrones en el silicio (streched silicon).

Óptica de infrarrojos: Espectroscopios, sistemas de visión nocturna y otros equipos.

Lentes, con alto índice de refracción, de ángulo ancho y para microscopios.

En joyería se usa la aleación Au con 12% de germanio. Como elemento endurecedor

del aluminio, magnesio y estaño. Quimioterapia. El tetracloruro de germanio es un ácido de Lewis y se usa

como catalizador en la síntesis de polímeros (PET).

Germanio

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EL GALIO

Concepto.- El galio es un elemento químico de la tablaperiódica de número atómico 31 y símbolo Ga.

Características.- El galio es un metal blando, grisáceo en estadolíquido y plateado brillante al solidificar, sólido deleznable a bajastemperaturas que funde a temperaturas cercanas a la de laambiente (como cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se loagarra con la mano por su bajo punto de fusión (28,56 °C). El rangode temperatura en el que permanece líquido es uno de los másaltos de los metales (2174 °C separan sus punto de fusión yebullición) y la presión de vapor es baja incluso a altastemperaturas. El metal se expande un 3,1% al solidificar y flota enel líquido al igual que el hielo en el agua.

Aplicaciones.: Se emplea para dopar materiales semiconductores y

construir dispositivos diversos como transistores. En termómetros de alta temperatura por su bajo punto de

fusión. El galio se alea con facilidad con la mayoría de los metales y

se usa en aleaciones de bajo punto de fusión. El isótopo Ga-67 se usa en medicina nuclear. Se ha descubierto recientemente que aleaciones galio-

aluminio en contacto con agua produce una reacciónquímica dando como resultado hidrógeno. Este métodopara la obtención de hidrógeno no es rentable, ni ecológico,ya que requiere la doble fundición del aluminio, con elconsiguiente gasto energético.

También se ha descubierto más recientemente que unaaleación de galio-antimonio sumergida en agua y en la cualincide la luz solar provoca la separación de las moléculas deagua en hidrógeno y oxígeno. Gracias al uso potencial deesta aleación no será necesario el uso de combustiblesfósiles para generar hidrógeno a partir del agua, reduciendocon ello las emisiones de CO2.

GALIO

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Estos fueron algunos de los Semiconductores

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Fuentes de Informacion

http://es.wikipedia.org/wiki/Galio http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconducto

r/ke_semiconductor_5.htm http://www.matematicasypoesia.com.es/monografi

as/solidos.htm http://www.mimecanicapopular.com/vergral.php?n=

212 http://latablaperiodica.wikispaces.com/germanio http://chalao66.galeon.com/no-metalicos.htm