کاربردهای اختصاصی سیلیس چیست؟

حدود 95 از استفاده تجاری دی اکسید سیلیکون (ماسه) در صنعت ساختمان رخ می دهد، به عنوان مثال برای تولید بتن (بتن سیمان پرتلند).رسوبات معینی از ماسه سیلیس، با اندازه و شکل ذرات مطلوب و خاک رس مطلوب و سایر مواد معدنی، برای ریخته گری ماسه ای محصولات فلزی استفاده می شود. نقطه ذوب بالای سیلیس باعث می شود بتوان از آن در مواردی مانند ریخته گری آهن استفاده کرد. ریخته گری مدرن گاهی اوقات از مواد معدنی دیگر نیز استفاده می کند. سیلیس کریستالی در فرکینگ هیدرولیکی سازه های حاوی نفت و گاز شیل استفاده می شود.

سیلیس اولین عنصر مورد استفاده در تولید بیشتر شیشه ها است. همانطور که مواد معدنی دیگر با سیلیس ذوب می شوند، نقطه انجماد و نقطه ذوب مخلوط را کاهش داده و سیالیت را افزایش می دهد. دمای انتقال شیشه SiO2 خالص حدود 1475 درجه سانتی گراد است. هنگامی که دی اکسید سیلیکون مذاب SiO2 به سرعت سرد می شود، متبلور نمی شود، بلکه به صورت یک شیشه جامد می شود. به همین دلیل، اکثر لعاب های سرامیکی، سیلیس را به عنوان عنصر اصلی مورد استفاده قرار می دهند.

هندسه ساختاری سیلیکون و اکسیژن در شیشه شبیه کوارتز و اکثر اشکال کریستالی دیگر است که توسط تتراهدرهای منظم مراکز اکسیژن احاطه شده است. تفاوت بین فرم های شیشه ای و کریستالی از اتصال واحدهای چهار ضلعی ناشی می شود. اکثر فیبرهای نوری برای مخابرات نیز از سیلیس ساخته شده اند. این ترکیب ماده اولیه بسیاری از سرامیک ها مانند ظروف سفالی، ظروف سنگی و پرسلان است.

دی اکسید سیلیکون به طور گسترده ای در فناوری نیمه هادی استفاده می شود و به عنوان یک ماده دی الکتریک با سایر مواد دی الکتریک مانند اکسید هافنیوم یا مشابه با ثابت دی الکتریک بالاتر مورد استفاده قرار می گیرد.از آنجا که دی اکسید سیلیکون یک اکسید بومی سیلیکون است، در مقایسه با سایر نیمه رساناها مانند گالیم آرسنید یا فسفید ایندیوم بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. دی اکسید سیلیکون را می توان در سطح نیمه رسانای سیلیکون استفاده کرد. لایه های اکسید سیلیکون می توانند از سطوح سیلیکون در طی فرآیندهای انتشار محافظت کنند و برای جلوگیری از انتشار استفاده شوند.

غیرفعال شدن سطحی فرایندی است که طی آن یک سطح نیمه هادی بی اثر می شود و در نتیجه تعامل با هوا یا سایر مواد در تماس با سطح یا لبه بلور، خواص نیمه هادی را تغییر نمی دهد. تشکیل یک لایه دی اکسید سیلیکون میزان حالت های الکترونیکی بی اثر را در سطح سیلیکون بسیار کاهش می دهد. فیلم های SiO2 ویژگی های الکتریکی اتصالات p -n را حفظ کرده و از خراب شدن این ویژگی های الکتریکی توسط محیط گازی جلوگیری می کنند.

از لایه های اکسید سیلیکون می توان برای تثبیت الکتریکی سطوح سیلیکون استفاده کرد. فرآیند غیرفعال سازی سطحی یک روش مهم در ساخت دستگاه های نیمه هادی است که شامل پوشاندن یک ویفر سیلیکونی با یک لایه عایق از اکسید سیلیکون است به طوری که برق می تواند با اطمینان به سیلیکون رسانای زیرین نفوذ کند.

رشد حرارتی یک لایه دی اکسید سیلیکون بر روی یک ویفر سیلیکونی آن را قادر می سازد تا بر حالات سطحی که مانع رسیدن الکتریسیته به لایه نیمه رسانا جلوگیری کند.فرآیند غیرفعال سازی سطح سیلیکون با اکسیداسیون حرارتی (دی اکسید سیلیکون) برای صنعت نیمه هادی بسیار مهم است. معمولاً برای تولید ترانزیستورهای فلزی-اکسیدی-نیمه هادی با اثر میدان (MOSFETs) و تراشه های مدار مجتمع سیلیکون استفاده می شود.