الفرق بين السيليكون المتعدد والسيليكون أحادي البلورة

مادة السيليكون هي المادة الأساسية والأساسية في صناعة أشباه الموصلات. وينبغي أن تبدأ عملية الإنتاج المعقدة لسلسلة صناعة أشباه الموصلات أيضًا من إنتاج مادة السيليكون الأساسية.

مصباح حديقة يعمل بالطاقة الشمسية من السيليكون أحادي البلورة

السيليكون أحادي البلورة هو أحد أنواع السيليكون العنصري. عندما يتصلب السيليكون العنصري المنصهر، تترتب ذرات السيليكون في شبكة ماسية مكونةً العديد من أنوية البلورات. إذا تطورت هذه الأنوية البلورية إلى حبيبات بنفس اتجاه مستوى البلورة، تتحد هذه الحبيبات بالتوازي لتتبلور مكونةً سيليكونًا أحادي البلورة.

يتمتع السيليكون أحادي البلورة بخصائص شبه معدنية فيزيائية، وله موصلية كهربائية ضعيفة تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة. في الوقت نفسه، يتميز السيليكون أحادي البلورة بموصلية شبه كهربائية عالية. يُعد السيليكون أحادي البلورة فائق النقاء شبه موصل داخلي. يمكن تحسين موصلية السيليكون أحادي البلورة فائق النقاء بإضافة عناصر ⅢA ضئيلة (مثل البورون)، لتكوين أشباه موصلات سيليكون من النوع P. كما يمكن تحسين الموصلية بإضافة عناصر ⅤA ضئيلة (مثل الفوسفور أو الزرنيخ)، لتكوين أشباه موصلات سيليكون من النوع N.

بولي سيليكونضوء الشمس

السيليكون المتعدد هو أحد أنواع السيليكون العنصري. عندما يتصلب السيليكون العنصري المنصهر تحت ظروف التبريد الفائق، تترتب ذرات السيليكون في العديد من نوى البلورات على شكل شبكة ماسية. إذا تطورت هذه النوى البلورية إلى حبيبات ذات اتجاهات بلورية مختلفة، تتحد هذه الحبيبات وتتبلور لتشكل السيليكون المتعدد. يختلف عن السيليكون أحادي البلورة، المستخدم في الإلكترونيات والخلايا الشمسية، وعن السيليكون غير المتبلور، المستخدم في أجهزة الأغشية الرقيقة.إضاءة حديقة بالخلايا الشمسية

الفرق والرابط بين الاثنين

في السيليكون أحادي البلورة، يكون هيكل إطار البلورة موحدًا، ويمكن تمييزه من خلال مظهره الخارجي الموحد. أما في السيليكون أحادي البلورة، فتظل الشبكة البلورية للعينة بأكملها متصلة، ولا تحتوي على حدود حبيبية. تُعد البلورات المفردة الكبيرة نادرة للغاية في الطبيعة، ويصعب إنتاجها في المختبر (انظر إعادة التبلور). في المقابل، تقتصر مواقع الذرات في الهياكل غير المتبلورة على ترتيب قصير المدى.

تتكون المراحل متعددة البلورات ودون البلورية من عدد كبير من البلورات الصغيرة أو البلورات الدقيقة. السيليكون المتعدد هو مادة تتكون من العديد من بلورات السيليكون الأصغر. يمكن للخلايا متعددة البلورات التعرف على الملمس من خلال تأثير الصفائح المعدنية المرئي. يتم تحويل درجات أشباه الموصلات، بما في ذلك السيليكون المتعدد الدرجة الشمسية، إلى سيليكون أحادي البلورة، مما يعني أن البلورات المتصلة عشوائيًا في السيليكون المتعدد تتحول إلى بلورة مفردة كبيرة. يُستخدم السيليكون أحادي البلورة في صناعة معظم الأجهزة الإلكترونية الدقيقة القائمة على السيليكون. يمكن للسيليكون المتعدد أن يحقق نقاء 99.9999%. كما يُستخدم السيليكون المتعدد النقي للغاية في صناعة أشباه الموصلات، مثل قضبان السيليكون المتعدد التي يتراوح طولها بين مترين وثلاثة أمتار. في صناعة الإلكترونيات الدقيقة، للسيليكون المتعدد تطبيقات على كل من المقياسين الكبير والصغير. تشمل عمليات إنتاج السيليكون أحادي البلورة عملية تشيكوراسكي، وذوبان المناطق، وعملية بريدجمان.

يتجلى الفرق بين السيليكون متعدد البلورات والسيليكون أحادي البلورة بشكل رئيسي في الخصائص الفيزيائية. من حيث الخصائص الميكانيكية والكهربائية، يُعدّ السيليكون متعدد البلورات أدنى من السيليكون أحادي البلورة. ويمكن استخدام السيليكون متعدد البلورات كمادة خام لاستخراج السيليكون أحادي البلورة.

1. من حيث تباين الخواص الميكانيكية والخصائص البصرية والخصائص الحرارية، فهو أقل وضوحًا بكثير من السيليكون أحادي البلورة

2. من حيث الخصائص الكهربائية، فإن الموصلية الكهربائية للسيليكون متعدد البلورات أقل أهمية بكثير من الموصلية الكهربائية للسيليكون أحادي البلورة، أو حتى معدومة تقريبًا

3. من حيث النشاط الكيميائي، الفرق بين الاثنين صغير جدًا، وعادةً ما يتم استخدام البولي سيليكون أكثر