发表:2022-09-10 07:20:09 浏览数:
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第Ⅳ族的锗和硅的最外层电子有4个,他将一台使用锗晶体管的电唱机扔进一桶热油中,半导体中的电子和空穴就会在结处相遇之后消失(复合),一个PN结就可以形成半导体元器件中最简单的二极管,而不用能耗更低的锗制作锗很难用来做CPU,硅的应用为什么广于锗?其实世界上第一只晶体管是用锗做的,锗在半导体领域也并不是一无是处,锗器件的稳定工作温度远不如硅器件高。
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高中化学知识点汇总:
无机部分:
纯碱、苏打、天然碱 、口碱:Na2CO3
小苏打:NaHCO3 大苏打:Na2S2O3
石膏(生石膏):CaSO4.2H2O 熟石膏:2CaSO4·.H2O
莹石:CaF2 重晶石:BaSO4(无毒) 碳铵:NH4HCO3
石灰石、大理石:CaCO3 生石灰:CaO 食盐:NaCl 熟石灰、消石灰:Ca(OH)2 芒硝:Na2SO4·7H2O (缓泻剂) 烧碱、火碱、苛性钠:NaOH 绿矾:FeSO4·7H2O 干冰:CO2 明矾:KAl (SO4)2·12H2O 泻盐:MgSO4·7H2O 胆矾、蓝矾:CuSO4·5H2O 双氧水:H2O2
皓矾:ZnSO4·7H2O 硅石、石英:SiO2 刚玉:Al2O3
水玻璃、泡花碱、矿物胶:Na2SiO3 铁红、铁矿:Fe2O3 磁铁矿:Fe3O4
黄铁矿、硫铁矿:FeS2 铜绿、孔雀石:Cu2 (OH)2CO3
菱铁矿:FeCO3 赤铜矿:Cu2O 波尔多液:Ca (OH)2和CuSO4
石硫合剂:Ca (OH)2和S 玻璃的主要成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
过磷酸钙(主要成分):Ca (H2PO4)2和CaSO4
重过磷酸钙(主要成分):Ca (H2PO4)2
天然气、沼气、坑气(主要成分):CH4 水煤气:CO和H2
硫酸亚铁铵(淡蓝绿色):Fe (NH4)2 (SO4)2 溶于水后呈淡绿色
光化学烟雾:NO2在光照下产生的一种有毒气体 王水:浓HNO3:浓HCl按体积比1:3混合而成。
铝热剂:Al + Fe2O3或其它氧化物。 尿素:CO(NH2) 2
有机部分:
氯仿:CHCl3 电石:CaC2 电石气:C2H2 (乙炔)
氟氯烃:是良好的制冷剂,有毒,但破坏O3层。 酒精、乙醇:C2H5OH
裂解气成分(石油裂化):烯烃、烷烃、炔烃、H2S、CO2、CO等。
焦炉气成分(煤干馏):H2、CH4、乙烯、CO等。 醋酸:冰醋酸、食醋 CH3COOH
甘油、丙三醇 :C3H8O3 石炭酸:苯酚 蚁醛:甲醛 HCHO
葡萄糖:C6H12O6 果糖:C6H12O6 蔗糖:C12H22O11 麦芽糖:C12H22O11 淀粉:(C6H10O5)n
硬脂酸:C17H35COOH 油酸:C17H33COOH 软脂酸:C15H31COOH
草酸:乙二酸 HOOC—COOH (能使蓝墨水褪色,呈强酸性,受热分解成CO2和水,使KMnO4酸性溶液褪色)。
二、 颜色
铁:铁粉是黑色的;一整块的固体铁是银白色的。
Fe2+——浅绿色 Fe3O4——黑色晶体 Fe(OH)2——白色沉淀
Fe3+——黄色 Fe (OH)3——红褐色沉淀 Fe (SCN)3——血红色溶液
FeO——黑色的粉末 Fe (NH4)2(SO4)2——淡蓝绿色
Fe2O3——红棕色粉末
铜:单质是紫红色
Cu2+——蓝色 CuO——黑色 Cu2O——红色
CuSO4(无水)—白色 CuSO4·5H2O——蓝色
Cu2 (OH)2CO3 —绿色
Cu(OH)2——蓝色 SO4——深蓝色溶液
FeS——黑色固体
BaSO4 、BaCO3 、Ag2CO3 、CaCO3 、AgCl 、 Mg (OH)2 、三溴苯酚均是白色沉淀
Al(OH)3 白色絮状沉淀 H4SiO4(原硅酸)白色胶状沉淀
Cl2、氯水——黄绿色 F2——淡黄绿色气体 Br2——深红棕色液体
I2——紫黑色固体 HF、HCl、HBr、HI均为无色气体,在空气中均形成白雾
CCl4——无色的液体,密度大于水,与水不互溶
Na2O2—淡黄色固体 Ag3PO4—黄色沉淀 S—黄色固体 AgBr—浅黄色沉淀
AgI—黄色沉淀 O3—淡蓝色气体 SO2—无色,有剌激性气味、有毒的气体
SO3—无色固体(沸点44.8度) 品红溶液——红色 氢氟酸:HF——腐蚀玻璃
N2O4、NO——无色气体 NO2——红棕色气体
NH3——无色、有剌激性气味气体 KMnO4--——紫色 MnO4-——紫色
三、 现象:
1、铝片与盐酸反应是放热的,Ba(OH)2与NH4Cl反应是吸热的;
2、Na与H2O(放有酚酞)反应,熔化、浮于水面、转动、有气体放出;(熔、浮、游、嘶、红)
3、焰色反应:Na 黄色、K紫色(透过蓝色的钴玻璃)、Cu 绿色、Ca砖红、Na+(黄色)、K+(紫色)。
4、Cu丝在Cl2中燃烧产生棕色的烟; 5、H2在Cl2中燃烧是苍白色的火焰;
6、Na在Cl2中燃烧产生大量的白烟; 7、P在Cl2中燃烧产生大量的白色烟雾;
8、SO2通入品红溶液先褪色,加热后恢复原色;
9、NH3与HCl相遇产生
锗很难用来做CPU,硅的地位也很难被取代
在元素周期表中,金属和非金属元素之间有十二种具有半导体性质的元素,分别是:硼(B)、金刚石(C)、硅(Si)、锗(Ge)、灰-锡(Sn)、磷(P)、灰-砷(As)、黑-锑(Sb)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、碘(I)。
其中的大多数是不稳定的,硫、磷、砷、锑、碘都易挥发,灰-锡低温下才稳定,硼的熔点太高,不易制备单晶。只有锗、硅性能优越。
半导体是指在常温下电导率介于金属和绝缘体之间的一种材料,半导体的电导率并不是一成不变的,它会随着掺入的杂质元素、受热、受光照、受外力等种种外界条件,在绝缘体和金属之间电导率内发生变化。
第Ⅳ族的锗和硅的最外层电子有4个,原子之间能够形成排列整齐的晶格价键。而临近的Ⅲ族和Ⅴ族则变成了掺杂元素。
P、N两种半导体面对面放在一起会怎样?
放在一起就形成了PN结,它具有单向导电性,电流只能从这一头流向另一头。
一个PN结就可以形成半导体元器件中最简单的二极管,它同时也是构成三极管、场效应管等众多半导体元器件的基础结构。
给PN结加正向电压(P区接正极、N区接负极),多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结,形成较大的扩散电流,称为正向电流。
给PN结加反向电压,多数载流子扩散运动减弱,没有正向电流通过PN结,只有少数载流子的漂移运动形成反方电流。由于少数载流子为数很少,所以反向电流很微弱,电阻很大。
半导体的光电特性
在PN结处没有可以自由移动的电子和空穴,但晶格原子外层有许多被束缚的共价电子。光照射时共价电子获得能量,脱离晶格原子的束缚,变成可以自由移动的电子和空穴。所以光照可以使PN结产生电流。
如果在PN结两端加上正向电压,半导体中的电子和空穴就会在结处相遇之后消失(复合),并产生一束光子,但前提是制造PN结的材料为直接带隙半导体(如:GaAs、GaP、GaN等,这种材料中的电子和空穴复合时遵循动量守恒),而硅材料属于间接带隙半导体,只能制造具有整流、开关特性的二极管,而不能发出光子。
硅的应用为什么广于锗?
其实世界上第一只晶体管是用锗做的,在1947年诞生于贝尔实验室。
但在1954年美国的一次展会上,“德州仪器”的工程师戈登·蒂尔为硅做了一个非同凡响的广告。他将一台使用锗晶体管的电唱机扔进一桶热油中,电唱机立即禁声了。然后他又拆下锗晶体管,换上自己的硅晶体管,也扔进热油中,电唱机依然继续。从此,锗被晶体管抛弃了。
锗器件的稳定工作温度远不如硅器件高,它在地球上的含量也远远不及硅,所以在半导体工业发展初期就被硅取代了。
目前CPU的地基“晶圆”所含技术并没有锗的身影
晶圆是半导体构成的晶体圆片(又称衬底),它是制造CPU及其他半导体器件的“地基”。
第一代半导体晶圆以硅为代表,它的应用是最为广泛,但在光电、射频、功率等领域并没有很大的优势。
第二代半导体晶圆以砷化镓(GaAs)为代表,主要应用于红外、绿光波段的光电子领域以及民用射频器件领域,目前发展比较成熟。
第三代半导体晶圆以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表,处于发展阶段,但在蓝紫光波段的光电子领域、高性能军用射频领域、功率半导体领域有突出的优势。
锗很难应用于CPU
锗在地球的含量相对于硅来说可以用稀少来形容,锗本身比硅重,也比硅软,它很容易碎。锗的氧化物也不稳定,所以至今没有人用锗来开发CPU。
锗在半导体领域也并不是一无是处,主要应用于光电学领域,如太阳能电池、光传感器、红外LED、锗激光器等等。
所以小伙伴们,别再说为什么不用锗来做CPU了。
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