อ่าน 3 นาที
ซิลิไซด์
ซิ ลิไซด์ เป็น สารประกอบทางเคมี ชนิดหนึ่งที่เกิดจากการรวมตัวกันของ ซิลิคอน และธาตุ ที่มีค่าอิเล็กโทรโพสิทีฟ สูงกว่า
ซิลิไซด์

ซิลิไซด์ เป็น สารประกอบทางเคมีชนิดหนึ่งที่เกิดจากการรวมตัวกันของซิลิคอนและธาตุ ที่มีค่าอิเล็กโทรโพสิทีฟ สูงกว่า
ซิลิคอนมีความเป็นบวกทางไฟฟ้ามากกว่าคาร์บอนในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพ ซิลิไซด์มีโครงสร้างใกล้เคียงกับโบริดมากกว่าคาร์ไบด์อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแตกต่างของขนาด ซิลิไซด์จึงไม่มีโครงสร้างเหมือนกับโบริดและคาร์ไบด์[ 1 ]
พันธะในซิลิไซด์มีตั้งแต่โครงสร้างคล้ายโลหะที่เป็นตัวนำไป จนถึงพันธะ โควาเลนต์หรือไอออนิก ซิลิไซด์ของ โลหะที่ไม่ใช่โลหะทรานซิชันทั้งหมดได้รับการอธิบายไว้แล้ว ยกเว้นเบริลเลียมซิลิไซด์ใช้ในตัวเชื่อมต่อ[ 2 ]
โครงสร้าง
อะตอมซิลิคอนในซิลิไซด์สามารถจัดเรียงตัวได้หลายรูปแบบ:
- อะตอมซิลิคอนที่แยกได้: สื่อกระแสไฟฟ้า (หรือสารกึ่งตัวนำ) CrSi , MnSi , FeSi , CoSi , Cu 5 Si , (V,Cr,Mn) 3 Si , Fe 3 Si , Mn 3 Si , Mg 2 (Si,Ge,Sn,Pb) , (Ca,Ru,Ce,Rh,Ir,Ni) 2 Si
- คู่Si 2 : U 3 Si 2 , ซิลิไซด์ของแฮฟเนียมและทอเรียม
- ศรี4 จัตุรมุข : Kศรี, Rbศรี, Csศรี
- โซ่ Si n : USi, (Ti, Zr, Hf, Th, Ce, Pu)Si , CaSi, SrSi, YSi
- ชั้นซิลิคอน แบบระนาบหกเหลี่ยม คล้าย กราไฟต์ : β-USi 2ซิลิไซด์ของแลนทาไนด์และแอคติไนด์ อื่นๆ
- ชั้นซิลิคอนหกเหลี่ยมลูกคลื่น: CaSi 2
- โครงสร้างซิลิคอนสามมิติแบบเปิด: SrSi 2 , ThSi 2 , α-USi 2
การเตรียมและการเกิดปฏิกิริยา
ซิลิไซด์ส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยการรวมธาตุโดยตรง[ 1 ] อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้คายความร้อน สูงมาก และควบคุมปฏิกิริยาได้ยาก ในบางกรณี โลหะออกไซด์สามารถเกิดการรีดิวซ์ด้วยซิลิโคบาริก ซึ่งซิลิโคบริสุทธิ์จะกำจัดออกซิเจนออกจากโลหะให้กลายเป็นซิลิโคออกไซด์ จากนั้นจึงกำจัดออกด้วยสุญญากาศ หรืออีกทางเลือกหนึ่ง อะลูมิเนียมหรือทองแดงหลอมเหลวเป็นตัวทำละลายที่เหมาะสมสำหรับการผสมโลหะ[ 3 ]
สารซิลิไซด์ที่เตรียมโดยกระบวนการจัดเรียงตัวเองเรียกว่าซาลิไซด์กระบวนการนี้จะสร้างหน้าสัมผัสซิลิไซด์เฉพาะในบริเวณที่โลหะที่ตกตะกอน (ซึ่งหลังจากอบร้อนจะกลายเป็นส่วนประกอบโลหะของซิลิไซด์) สัมผัสโดยตรงกับซิลิคอน ดังนั้นกระบวนการนี้จึงเป็นการจัดเรียงตัวเอง โดยทั่วไปจะนำไปใช้ในกระบวนการ MOS/ CMOSสำหรับหน้าสัมผัสโอห์มิกของแหล่งกำเนิด ขั้วระบาย และเกตโพลีซิลิคอน
โลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ
ซิลิไซด์กลุ่มที่ 1 และ 2 เช่น Na2Si และ Ca2Si ทำปฏิกิริยากับน้ำ ทำให้เกิดไฮโดรเจนและ/หรือซิเลน ในงานConsumer Electronics Show (CES) 2012 ได้มีการเปิดตัวเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือถือที่มีความจุ 1kWh หรือ 3kWh ที่ปลอดภัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม โดยใช้โซเดียมซิลิไซด์ที่ทำงานด้วยน้ำ สำหรับ 'ผู้ที่ใช้เวลาอยู่นอกพื้นที่ที่มีไฟฟ้าใช้' สามารถใช้น้ำได้ทุกประเภท รวมถึงน้ำเค็ม และยังสามารถใช้กับน้ำในแอ่งน้ำได้ ตราบใดที่น้ำนั้นไม่ข้นด้วยโคลนหรือตะกอนอื่นๆ[ 4 ]
แมกนีเซียมซิลิไซด์ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกเพื่อให้ได้ซิเลน :
- มก. 2ศรี + 4 HCl → SiH 4 + 2 MgCl 2
ซิลิไซด์ กลุ่มที่ 1มีปฏิกิริยามากกว่า ตัวอย่างเช่น โซเดียมซิลิไซด์ Na₂Si ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรวดเร็วเพื่อให้ได้โซเดียมซิลิเกตNa₂SiO₃และก๊าซไฮโดรเจนรูบิเดียมซิลิไซด์เป็นสารไวไฟติดไฟได้เมื่อสัมผัสกับอากาศ[ 5 ]
โลหะทรานซิชันและธาตุอื่นๆ
โดยทั่วไปแล้ว ซิ ลิไซด์ ของโลหะทราน ซิชัน จะไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายในน้ำ แต่เมื่อให้ความร้อนสูงมาก จะทำปฏิกิริยากับ โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ฟลูออรีนและคลอรีนส่วนปรอทแทลเลียมบิสมัทและตะกั่วจะไม่สามารถผสมกับซิลิคอนเหลว ได้
แอปพลิเคชัน
ฟิล์มบางซิลิไซด์มีการใช้งานในด้านไมโครอิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าสูง เสถียรภาพทางความร้อน ความต้านทานการกัดกร่อน และความเข้ากันได้กับกระบวนการเวเฟอร์โฟโตลิโทกราฟี[ 6 ]ตัวอย่างเช่น ซิลิไซด์ที่เกิดขึ้นบนชั้นของโพลีซิลิคอนเรียกว่าโพลีไซด์มักใช้เป็นวัสดุเชื่อมต่อในวงจรรวมเนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าสูง[ 7 ]ซิลิไซด์ที่เกิดขึ้นผ่านกระบวนการซาลิไซด์ยังใช้เป็น โลหะ ที่มีฟังก์ชันงาน ต่ำ ในหน้าสัมผัสโอห์มิกและชอตต์กี [ 8 ] โลหะที่มีฟังก์ชันงานสูงมักไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในรอยต่อโลหะ-เซมิคอนดักเตอร์โดยตรงเนื่องจากการตรึงระดับเฟอร์มิ ซึ่งศักยภาพของกำแพงชอตต์กีของรอยต่อจะถูกล็อกไว้ที่ประมาณ 0.7–0.8V ด้วยเหตุนี้ ไดโอดชอตต์กีแรงดันไปข้างหน้าต่ำและการเชื่อมต่อโอห์มิกระหว่างเซมิคอนดักเตอร์และโลหะจึงมักใช้ชั้นบางๆ ของซิลิไซด์ที่ส่วนต่อประสานโลหะ-เซมิคอนดักเตอร์
รายการ (ไม่สมบูรณ์)
- นิกเกิลซิลิไซด์ , NiSi
- โซเดียมซิลิไซด์ , NaSi
- แมกนีเซียมซิลิไซด์, Mg₂Si
- แพลทินัมซิลิไซด์ (PtSi) (ที่จริงแล้วแพลทินัมมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่าซิลิคอน)
- ไทเทเนียมซิลิไซด์ , TiSi 2
- ทังสเตนซิลิไซด์ , WSi 2
- สารกำจัดโมลิบดีนัม MoSi 2
- เนปทูเนียมซิลิไซด์ , NpSi 2
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ซิลิไซด์
ซิ ลิไซด์ เป็น สารประกอบทางเคมี ชนิดหนึ่งที่เกิดจากการรวมตัวกันของ ซิลิคอน และธาตุ ที่มีค่าอิเล็กโทรโพสิทีฟ สูงกว่า
โครงสร้าง
อะตอมซิลิคอนในซิลิไซด์สามารถจัดเรียงตัวได้หลายรูปแบบ:
การเตรียมและการเกิดปฏิกิริยา
ซิลิไซด์ส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยการรวมธาตุโดยตรง [ 1 ] อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้คาย ความร้อน สูงมาก และควบคุมปฏิกิริยาได้ยาก ในบางกรณี โลหะออกไซด์สามารถเกิดการรีดิวซ์ด้วยซิลิโคบาริก ซึ่งซิลิโคบริสุทธิ์จะกำจัดออกซิเจนออกจากโลหะให้กลายเป็นซิลิโคออกไซด์...
โลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ
ซิลิไซด์กลุ่มที่ 1 และ 2 เช่น Na2Si และ Ca2Si ทำ ปฏิกิริยากับน้ำ ทำให้เกิดไฮโดรเจนและ/หรือซิเลน ในงาน Consumer Electronics Show (CES) 2012 ได้มีการเปิดตัวเครื่องชาร์จโทรศัพท์มือถือที่มีความจุ 1kWh หรือ 3kWh ที่ปลอดภัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม...