Các thiết bị điện tử đã không còn xa lạ đối với con người trong thời hiện đại. Bạn có biết rằng điện thoại, máy tính,… hay bất kỳ thiết bị điện tử nào đều có nền tảng cơ bản từ các vật liệu bán dẫn hay không? Cùng tìm hiểu để xem vật liệu bán dẫn là gì và tầm quan trọng của nó ở trong đời sống nhé!
Vật liệu bán dẫn là gì?
Ngay từ cái tên “bán dẫn” cũng đã đủ để phản ánh tính chất của loại vật liệu này. Vật liệu bán dẫn là chất vừa có khả năng dẫn điện vừa có chức năng cách điện tùy thuộc vào một vài điều kiện cụ thể. Vậy nên xét về mức độ dẫn điện chúng nằm ở mức trung gian. Vật liệu bán dẫn phổ biến được sử dụng là silicon. Ngoài ra người ta cũng có thể thay thế bằng các chất như germanium hay gali arsenide.
Phân loại vật liệu bán dẫn
Căn cứ vào thành phần cấu tạo và mức độ pha trộn tạp chất mà vật liệu bán dẫn được chia thành 2 nhóm chính:
Vật liệu bán dẫn tinh khiết
Nhóm vật liệu bán dẫn tinh khiết được tạo nên hoàn toàn từ các nguyên tố silicon hay germanium. Chúng không chứa bất kỳ tạp chất nào khác ngoài thành phần chính. Chất bán dẫn thuần hay chất bán dẫn đơn chất là những tên gọi khác của loại vật liệu này. Vật liệu bán dẫn tinh khiết chỉ có thể hoạt động tối ưu ở điều kiện nhiệt độ cao. Có thể nói rằng khả năng dẫn điện của chúng tỉ lệ thuận với nhiệt độ.
Vật liệu bán dẫn pha tạp chất
Từ vật liệu tinh khiết, người ta sẽ cho một ít tạp chất vào để tạo nên vật liệu bán dẫn pha tạp chất. Việc làm này nhằm mục tích tăng khả năng dẫn điện cho vật liệu tinh khiết. Có 2 loại tạp chất chính là tạp chất loại P (thường là boron) và tạp chất loại N (thường là phốt pho). Quá trình pha trộn tạp chất cải thiện đáng kể tính dẫn điện của vật liệu bán dẫn.
Vai trò vật liệu bán dẫn
Vật liệu bán dẫn đóng vai trò then chốt trong quá trình chế tạo các thiết bị điện tử. Chính những khả năng đặc biệt về tính dẫn điện giúp vật liệu bán dẫn có tính ứng dụng cao trong đời sống con người. Vật liệu bán dẫn là nền tảng để phát minh ra điốt, transistor, RAM, ROM,… và nhiều thiết bị hữu ích khác. Nhờ có vật liệu bán dẫn ngành công nghiệp điện tử mới có sự phát triển vượt bậc như ngày hôm nay.
Ứng dụng của vật liệu bán dẫn trong đời sống
Chính vì sự linh hoạt trong khả năng dẫn và cách điện, vật liệu bán dẫn được sử dụng để chế tạo ra nhiều thiết bị hỗ trợ cho đời sống. Chúng góp phần mở ra một cuộc sống hiện đại, tiện nghi và tiết kiệm hơn.
Chiếu sáng
Vật liệu bán dẫn được sử dụng trong đèn LED. Khả năng phát sáng của vật liệu bán dẫn khi có dòng điện đi qua là tính chất quan trọng để thiết kế ra loại đèn này. Trong cuộc sống chúng ta có thể bắt gặp đèn LED ở đèn giao thông, các loại đèn LED trang trí,…
Ứng dụng điện tử
Nhờ khả năng xử lý nhanh và chính xác, vật liệu bán dẫn được sử dụng phổ biến để chế tạo ra các thiết bị thông minh. Chúng không chỉ có chức năng xử lý thông tin mà còn là hình ảnh, phát âm thanh,… Tivi, máy tính, điện thoại, máy ảnh,… đều là những thiết bị được tạo nên từ nền tảng của vật liệu bán dẫn.
Công nghệ thông tin và viễn thông
Không chỉ tạo nên các thiết bị hữu hình, chất bán dẫn còn góp phần quan trọng trong quá trình truyền tải tín hiệu thông tin. Nổi bật nhất có thể kể đến Internet. Có thể nói, chất bán dẫn đã mở ra một kỷ nguyên mới trong cách thức con người giao tiếp và tương tác với nhau.
Năng lượng mặt trời
Không thể bỏ qua sự phát minh ra năng lượng mặt trời giúp tận dụng được nguồn nhiên liệu tự nhiên, giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường. Các hệ thống thiết bị năng lượng mặt trời đều được cấu tạo từ chất bán dẫn nhờ vào khả năng hấp thụ ánh sáng và chuyển hóa thành điện của chúng.
Công nghệ điện tử công suất cao
Ngoài các thiết bị điện tử hằng ngày, chất bán dẫn còn được sử dụng để tạo nên các thiết bị điện tử có công suất cao như biến tần, máy biến áp, các thiết bị điện tử công nghiệp,… Các thiết bị công suất cao có xu hướng ngày càng nhỏ gọn hơn nhờ vào sự phát triển vượt bậc của công nghệ chất bán dẫn.
Vật liệu bán dẫn là nền tảng của rất nhiều các thiết bị quanh ta. Chúng không chỉ giúp cải thiện tốc độ xử lý hay kích thước của các thiết bị nói riêng mà còn giúp cho cuộc sống con người trở nên tiện nghi hơn. Từ những ứng dụng của chất bán dẫn trong đời sống và công nghệ có thể thấy rằng đây là một vật liệu không thể thiếu trong quá trình phát triển và tiến bộ của con người.
TRIỂN LÃM QUỐC TẾ NGÀNH VI MẠCH BÁN DẪN VIỆT NAM 2024
📍Địa điểm: Trung tâm Hội chợ & Triển lãm Sài Gòn SECC
🗓 Thời gian: 31/10 – 02/11/2024