Hochreines kristallines Siliziumkann ein wichtiges Halbleitermaterial werden und wird zur Herstellung von Halbleiterbauelementen in großen Mengen verwendet, da das Energieintervall zwischen dem mit Elektronen gefüllten Valenzband und dem mit Elektronen gefüllten Leitungsband in ultrareinem Silizium kleiner ist als das von Isolatoren, im Allgemeinen {{1 }}.5-0.3 eV. Das Valenzband ist ein Niedrigenergieband, das durch die Energieniveaus von mit Elektronen gefüllten Atomorbitalen gebildet wird, und jede Energieänderung tritt normalerweise innerhalb des Valenzbands auf. Wenn sie beleuchtet oder erhitzt werden, werden die Elektronen im Valenzband leicht zum Leitungsband angeregt, und die Elektronen im Valenzband werden zum Leitungsband angeregt, wodurch "Löcher" zurückbleiben. Sowohl Elektronen als auch "Löcher" sind Elektronen, die sich nur bewegen können, oder Ionen. Unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes kann es Strom schlagen und übertragen. Auf diese Weise haben die beiden Energiebänder (bezogen auf das Valenzband und das Leitungsband) die Eigenschaften von Halbleitern. Die Anzahl der frei beweglichen Elektronen oder Ionen hängt von der Bandlücke und der Temperatur ab. Wenn die Temperatur ansteigt, werden Elektronen leicht angeregt, das verbotene Band zu überqueren, wodurch die Leitfähigkeit erhöht wird.
Silizium liegt bei Raumtemperatur in Form eines kristallinen Feststoffs vor, die Farbe ist grau-schwarz und hat einen glänzenden metallischen Glanz. Diese Art von Silizium bezieht sich meistens auf Rohsilizium. Um hochreines kristallines Silizium zu erhalten, bedarf es einer weiteren industriellen Verarbeitung.
In der Industrie wird Koks zunächst verwendet, um mit Quarzsand in einem Elektroofen bei einer Temperatur von fast 3000 Grad zu reagieren, und das erste, was gewonnen wird, ist Rohsilizium, das die Voraussetzung für die Gewinnung von ultrareinem kristallinem Silizium ist. Dann wird das Rohsilicium mit Chlor oder Salzsäure gemischt, um Siliciumtetrachlorid oder Trichlorsilan unter Hochtemperaturbedingungen zu erhalten, und schließlich werden das Siliciumtetrachlorid und Trichlorsilan auch unter Hochtemperaturbedingungen mittels Rektifikation in Wasserstoffgas geleitet. Holen Sie sich hochreines Silizium.
