- 硅Silicon 【基本介绍】
- 硅是一种化学元素，英文名称Silicon，化学符号是Si，旧称矽，原子序数14，相对原子质量28.0855，密度2.4g/cm³，熔点1414℃，沸点2355℃，元素周期表上IVA族的类金属元素。硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体，晶体硅为钢灰色，无定形硅为黑色，晶体硅属于原子晶体，硬而有光泽，有半导体性质。硅的化学性质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。硅在自然界中分布极广，一般很少以单质的形式出现，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，地壳中约含27.6%，是地壳中仅次于氧的第二丰富元素。主要用来制作高纯半导体、耐高温材料、光导纤维通信材料、有机硅化合物、合金等，被广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、能源、化工、纺织、食品、轻工、医疗、农业等行业。
- 【硅元素的发现】
- 1787年，存在于岩石中的硅首次被拉瓦锡发现，1800年被戴维误认为是一种化合物。1811年,J.L.盖吕萨克和L.-J.泰纳尔加热钾和四氟化硅得到不纯的无定形硅，根据拉丁文silex（燧石）命名为silicon；同年，Gay-Lussac和Thenard用硅的四氟化物与碱土金属反应，发现在反应当中生成赤褐色的化合物（可能是含不纯物无定形的硅）。直到1823年，硅首次以一种元素形式被瑞典化学家贝采利乌斯（Jöns Jacob Berzelius）发现，并在一年后用与盖-吕萨克大致相同的方法，提炼出了无定形硅；随后用反复清洗的方法将单质硅提纯；同年，贝采利乌斯以氧化硅的粉末，加以铁，碳的混和物在高温下加热，得到硅化铁。
- 但是为了抽取纯的硅，贝采利乌斯使用硅-氟-钙的化合物，干烧之后得到的固体，加水分解得到纯硅。1824年，在斯德哥尔摩，贝采利乌斯通过加热氟硅酸钾和钾获取了硅。这个产物被硅酸钾污染，但他把它放在水中搅拌，由于水会与之反应，因此得到了相对纯净的硅粉末，因此发现硅的荣誉归属于贝采利乌斯。1824年J.J.贝采利乌斯用同样的方法，经过反复洗涤除去其中的氟硅酸，得到纯无定形硅。直到1854年，结晶的矽才被提炼出来；同年H.S.C.德维尔也第一次制得晶态硅。
- 【硅行业发展历程】
- 从20世纪50年代开始，各个研究小组开始了硅的研究工作，研究小组主要包括：贝尔实验室的G.K.迪尔(Teal)小组，主要研究硅单晶的生长；西门子集团的W.Heywang小组与豪斯科(Halske)材料研究实验室，主要研究硅的纯化，制出高纯硅；在普莱茨菲尔德(Pretzfeld)的E.斯潘科(E.Spenke)领导下的实验室也加入到硅的研究工作中。
- 1957年基尔比(Killby)搭建了第一批功能化的集成电路。1960年贝尔实验室的康(Kahng)和艾塔拉(Atalla)首次研制出MOS晶体管。这两项发明为硅集成电路在信息技术市场中的大规模应用开辟了道路。
- 硅的大规模生产主要采用两种方法：
