{"id":81340,"date":"2024-01-14T13:17:34","date_gmt":"2024-01-14T13:17:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/semiconduttore-al-silicio-proprieta-e-applicazione\/"},"modified":"2024-01-23T12:26:19","modified_gmt":"2024-01-23T12:26:19","slug":"semiconduttore-al-silicio-proprieta-e-applicazione","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/it\/semiconduttore-al-silicio-proprieta-e-applicazione\/","title":{"rendered":"Semiconduttore al silicio | Propriet\u00e0 e applicazione"},"content":{"rendered":"<h2>Semiconduttori di Silicio<\/h2>\n<p>I semiconduttori sono materiali inorganici o organici che hanno la capacit\u00e0 di controllare la loro conduzione a seconda della struttura chimica, della temperatura, dell&#8217;illuminazione e della presenza di droganti. Il nome &#8220;semiconduttore&#8221; deriva dal fatto che questi materiali hanno una conduttivit\u00e0 elettrica intermedia tra un metallo, come il rame o l&#8217;oro, e un isolante, come il vetro. Posseggono un gap energetico inferiore a 4 eV (circa 1 eV). In fisica dello stato solido, questo gap energetico o &#8220;band gap&#8221; \u00e8 un intervallo energetico tra la banda di valenza e quella di conduzione dove gli stati elettronici sono proibiti. A differenza dei conduttori, gli elettroni nei semiconduttori devono ottenere energia (ad esempio, dalla radiazione ionizzante) per attraversare il band gap e raggiungere la banda di conduzione. Le propriet\u00e0 dei semiconduttori sono determinate dal gap energetico tra bande di valenza e di conduzione.<\/p>\n<h2>Il Semiconduttore di Silicio<\/h2>\n<p>Il silicio (Si) \u00e8 il materiale semiconduttore pi\u00f9 utilizzato nell&#8217;industria elettronica. Ha un bandgap di 1,1 elettronvolt (eV), valore ottimale per i dispositivi elettronici. Uno dei principali vantaggi del silicio \u00e8 la sua abbondanza e basso costo. Essendo il secondo elemento pi\u00f9 abbondante sulla Terra dopo l&#8217;ossigeno, pu\u00f2 essere facilmente purificato dalla sabbia o dal quarzo, rendendolo ideale per la produzione su larga scala di dispositivi elettronici. Il silicio si distingue anche per la sua alta stabilit\u00e0 e affidabilit\u00e0, essendo non soggetto a impurit\u00e0 o altri difetti. Questo consente una prestazione consistente dei dispositivi elettronici in un ampio intervallo di condizioni operative. Il silicio ha inoltre eccellenti propriet\u00e0 meccaniche, come alta resistenza e durezza, rendendolo adatto per l&#8217;uso in sistemi microelettromeccanici (MEMS). Inoltre, pu\u00f2 essere facilmente trasformato in film sottili e integrato con altri materiali per formare strutture complesse, rendendolo ideale per l&#8217;uso nella microelettronica e nei circuiti integrati. Tuttavia, una limitazione del silicio \u00e8 la sua relativamente bassa mobilit\u00e0 elettronica rispetto ad altri materiali semiconduttori come l&#8217;arseniuro di gallio e il nitruro di gallio, limitandone le prestazioni in dispositivi elettronici ad alta frequenza e alta potenza. Nonostante ci\u00f2, il silicio rimane il pilastro dell&#8217;industria dei semiconduttori grazie alla sua abbondanza, basso costo e affidabilit\u00e0, e probabilmente continuer\u00e0 a dominare il mercato per il futuro prevedibile.<\/p>\n<h2>Tipi di Semiconduttori<\/h2>\n<p>I semiconduttori possono essere classificati in due tipi principali in base alle loro propriet\u00e0 elettroniche:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Semiconduttori Intrinseci:<\/strong> Sono semiconduttori puri costituiti da un singolo elemento (ad esempio, Silicio, Germanio) senza drogaggio intenzionale con impurit\u00e0. I semiconduttori intrinseci hanno un numero specifico di elettroni nelle loro bande di valenza e di conduzione. Essi conducono elettricit\u00e0 quando vengono riscaldati, e alcuni elettroni acquisiscono energia sufficiente per liberarsi dai loro legami e diventare elettroni liberi nella banda di conduzione.<\/li>\n<li><strong>Semiconduttori Estrinseci:<\/strong> Sono semiconduttori impuri intenzionalmente drogati con impurit\u00e0 per cambiare le loro propriet\u00e0 elettroniche. I semiconduttori estrinseci possono essere ulteriormente classificati in due tipi:<\/li>\n<ul>\n<li><strong>p-type:<\/strong> Nei semiconduttori di tipo p, atomi di impurit\u00e0 come il boro vengono introdotti nel materiale semiconduttore. Queste impurit\u00e0 hanno meno elettroni di valenza rispetto al materiale semiconduttore, il che comporta la creazione di &#8220;buchi&#8221; (assenza di elettroni) nella banda di valenza. Questi buchi possono condurre corrente come portatori di carica positivi, conferendo al materiale la designazione di tipo p.<\/li>\n<li><strong>n-type:<\/strong> Nei semiconduttori di tipo n, atomi di impurit\u00e0 come il fosforo vengono introdotti nel materiale semiconduttore. Queste impurit\u00e0 hanno pi\u00f9 elettroni di valenza rispetto al materiale semiconduttore, creando elettroni in eccesso nella banda di conduzione. Questi elettroni in eccesso possono condurre corrente come portatori di carica negativi, conferendo al materiale la designazione di tipo n.<\/li>\n<\/ul>\n<\/ul>\n<h2>Tabella dei Semiconduttori<\/h2>\n<p>Ecco una tabella che mostra 3 semiconduttori intrinseci e 2 semiconduttori di tipo p e n, insieme a 4 propriet\u00e0 chiave:<\/p>\n<table>\n<tr>\n<th>Semiconduttore<\/th>\n<th>Tipo<\/th>\n<th>Band Gap (eV)<\/th>\n<th>Mobilit\u00e0 Elettronica (cm\u00b2\/Vs)<\/th>\n<th>Mobilit\u00e0 dei Buchi (cm\u00b2\/Vs)<\/th>\n<th>Conduttivit\u00e0 Termica (W\/mK)<\/th>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Silicio (Si)<\/td>\n<td>Intrinseco<\/td>\n<td>1.12<\/td>\n<td>1500<\/td>\n<td>450<\/td>\n<td>150<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Germanio (Ge)<\/td>\n<td>Intrinseco<\/td>\n<td>0.67<\/td>\n<td>3900<\/td>\n<td>1900<\/td>\n<td>60<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Arseniuro di Gallio (GaAs)<\/td>\n<td>Intrinseco<\/td>\n<td>1.43<\/td>\n<td>8500<\/td>\n<td>400<\/td>\n<td>46<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Silicio drogato con Boro (p-Si)<\/td>\n<td>p-type<\/td>\n<td>1.12<\/td>\n<td>1500<\/td>\n<td>1800<\/td>\n<td>150<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Silicio drogato con Fosforo (n-Si)<\/td>\n<td>n-type<\/td>\n<td>1.12<\/td>\n<td>1500<\/td>\n<td>4500<\/td>\n<td>150<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Arseniuro di Gallio drogato con Alluminio (p-GaAs)<\/td>\n<td>p-type<\/td>\n<td>1.43<\/td>\n<td>8500<\/td>\n<td>200<\/td>\n<td>46<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Arseniuro di Gallio drogato con Silicio (n-GaAs)<\/td>\n<td>n-type<\/td>\n<td>1.43<\/td>\n<td>8500<\/td>\n<td>800<\/td>\n<td>46<\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/logo.png\" alt=\"Silicon Semiconductor\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/silicon-semiconductor\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Il silicio (Si) \u00e8 il materiale semiconduttore pi\u00f9 utilizzato nell&#8217;industria elettronica. 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