El documento trata sobre tres elementos químicos importantes en electrónica: silicio, germanio y galio. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y se usa ampliamente en la fabricación de semiconductores, circuitos integrados y células solares. El germanio es un semiconductor que responde bien a la radiación infrarroja y se utiliza en amplificadores y detectores. El galio es un metal blando que se encuentra en estado líquido cerca de la temperatura ambiente; se emplea en circuitos integrados y

1. SÓLIDOS
CRISTALINOS
Física Electrónica
ELIAS GARCIA CASTILLO

2. SILICIO
Elemento químico metaloide o
semimetálico cuyo símbolo es "Si" y su
número atómico es 14. Pertenece al
grupo 14 (IVA) de la tabla periódica de
los elementos y forma parte de la familia
de los carbonoideos.
El silicio amorfo es un polvo pardo,
mas activo químicamente que la
variedad cristalina. Se une con el
El silicio no existe libre en la flúor a temperaturas ordinarias, y
naturaleza. Como dióxido se con oxigeno, cloro, bromo, azufre,
encuentra en varias formas de nitrógeno, carbono y boro a
cuarzo: Cristal de roca, Amatista, temperaturas progresivamente mas
Cuarzo ahumado, Cuarzo rosa, y altas.
cuarzo lechoso.
Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre después del oxígeno.

3. El átomo de silicio presenta un enlace covalente,
esto quiere decir que cada átomo está unido a otros
cuatro átomos y compartiendo sus electrones de
valencia. Es así, porque de otra manera el silicio no
tendría el equilibrio en la capa de valencia, necesita 8
electrones para su estabilidad. El enlace covalente lo
forman todos los elementos del grupo IV de la tabla
periódica, al cual pertenece el silicio.
Al aplicarle energía externa, ya sea de calor o de luz, se rompen los
enlaces quedando un electrón libre por cada enlace roto, pero a su vez,
se tiene un hueco vacío, el que ocupaba el electrón. De esta forma se
obtiene corriente eléctrica, por el movimiento de los electrones hacía los
potenciales positivos y del movimiento de los huecos hacía los
potenciales negativos. Esto sucede así siempre que se utiliza al silicio
como un semiconductor intrínseco.
Cuando queremos usar el silicio como semiconductor extrínseco, se
colocan impurezas en el enlace covalente, lo cual hace que sea más fácil
ganar o perder un electrón.

4. Propiedades del Silicio
Sus propiedades son intermedias entre las del carbono
y el germanio. En forma cristalina es muy duro y poco
soluble y presenta un brillo metálico y color grisáceo.
Aunque es un elemento relativamente inerte y resiste
la acción de la mayoría de los ácidos, reacciona con
los halógenos y álcalis diluidos. El silicio transmite
más del 95% de las longitudes de onda de la radiación
infrarroja.
Se prepara en forma de polvo amorfo amarillo pardo o de
cristales negros-grisáceos. Se obtiene calentando sílice, o
dióxido de silicio (SiO2), con un agente reductor, como
carbono o magnesio, en un horno eléctrico. El silicio
cristalino tiene una dureza de 7, suficiente para rayar el
vidrio, de dureza de 5 a 7. El silicio tiene un punto de fusión
de 1.411 C, un punto de ebullición de 2.355 C y una
densidad relativa de 2,33. Su masa atómica es 28,086.

5. Preparación
Aleaciones de siliconas Cerámica Técnica
Semiconductores / Chips / Microchips Vidrios
El dióxido de silicio (arena y arcilla) es un importante constituyente del hormigón y los ladrillos, y se
emplea en la producción de cemento portland. Por sus propiedades semiconductoras se usa en la
fabricación de transistores, células solares y todo tipo de dispositivos semiconductores; por esta razón
se conoce como Silicon Valley (Valle del Silicio) a la región de California en la que concentran numerosas
empresas del sector de la electrónica y la informática. Como material refractario, se usa en cerámicas,
vidriados y esmaltados. Como elemento fertilizante en forma de mineral primario rico en silicio, para la
agricultura. Como elemento de aleación en fundiciones.
En fabricación de vidrio para ventanas y aislantes. El carburo de silicio es uno de los abrasivos más
importantes.

6. GERMANIO
El germanio es un elemento químico Es un metaloide sólido duro,
con número atómico 32, y símbolo Ge cristalino, de color blanco
perteneciente al grupo 4 de la tabla grisáceo lustroso, quebradizo,
periódica de los elementos. que conserva el brillo a
temperaturas ordinarias.
Presenta la misma estructura
cristalina que el diamante y
resiste a los ácidos y álcalis.
Forma gran número de
compuestos organometálicos
y es un importante material
semiconductor utilizado en
transistores y fotodetectores.
A diferencia de la mayoría de
El germanio tiene cinco isótopos semiconductores, el germanio
estables siendo el más abundante tiene una pequeña banda
el Ge-74 (35,94%). Se han prohibida (band gap) por lo
caracterizado 18 radioisótopos de que responde de forma eficaz
germanio, siendo el Ge-68 el de a la radiación infrarroja y
mayor vida media con 270,8 días. puede usarse en
Se conocen además 9 estados amplificadores de baja
metaestables. intensidad.

8.  Por su conductividad eléctrica, este tipo de materiales
al que pertenece el Germanio, son semiconductores.
 Su estado en forma natural es sólido.
 Es un elemento químico de aspecto blanco grisáceo.
 Pertenece al grupo de los metaloides.
 Su número atómico es 32.
 Su símbolo químico es Ge.
 El punto de fusión es de 1211,4 grados Kelvin o de 938,25
grados Celsius o grados centígrados.
 El punto de ebullición es de 30,3 grados Kelvin o de
2819,85 grados Celsius o grados centígrados.

9. Fibra óptica Radares Microscopios
Semiconductores /
Chips /
Microchips
El germanio es empleado en: electrónica, radares, amplificadores de guitarras eléctricas usados por
músicos nostálgicos del sonido de la primera época del rock and roll; aleaciones SiGe en circuitos
integrados de alta velocidad. También se utilizan compuestos sandwich Si/Ge para aumentar la
movilidad de los electrones en el silicio (streched silicon). Se emplea también en óptica de
infrarrojos: Espectroscopios, sistemas de visión nocturna y otros equipos. Lentes, con alto índice de
refracción, de ángulo ancho y para microscopios. En joyería se usa la aleación Au con 12% de
germanio. Como elemento endurecedor del aluminio, magnesio y estaño. Quimioterapia.

10. GALIO
El galio es un elemento químico de la tabla periódica de número atómico 31 y símbolo Ga.
El galio es un metal blando, grisáceo en estado líquido y plateado brillante al solidificar, sólido
deleznable a bajas temperaturas que funde a temperaturas cercanas a la de la ambiente. El rango
de temperatura en el que permanece líquido es uno de los más altos de los metales (2174 C
separan sus punto de fusión y ebullición) y la presión de vapor es baja incluso a altas temperaturas.
El metal se expande un 3,1% al solidificar y flota en el líquido al igual que el hielo en el agua.
Presenta una acusada tendencia a subenfriarse por debajo del punto de fusión (permaneciendo aún
en estado líquido) por lo que es necesaria una semilla (un pequeño sólido añadido al líquido) para
solidificarlo. La cristalización no se produce en ninguna de las estructuras simples; la fase estable
en condicione normales es ortorrómbica, con 8 átomos en cada celda unitaria en la que cada átomo
sólo tiene otro en su vecindad más próxima a una distancia de 2,44 Å y estando los otros seis a 2,83
Å.

11. ESTRUCTURA CRISTALINA

12. Propiedades del galio
Es un metal blando.
Es grisáceo en estado líquido.
Es plateado brillante al solidificar.
Es un sólido deleznable (se rompe o deshace fácilmente) a bajas
temperaturas.
Funde a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente (como
el cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando lo cogemos con la
mano, debido a su bajo punto de fusión (28,56 °C).
El rango de temperatura en el que permanece líquido es uno de los
más altos de los metales (2174 °C separan sus punto de fusión y
ebullición).

13. Aplicaciones del Galio
La principal aplicación del galio (arseniuro de galio) es la construcción de circuitos integrados y
dispositivos optoelectrónicos como diodos láser y LED. Se emplea para dopar materiales semiconductores y
construir dispositivos diversos como transistores. En termómetros de alta temperatura por su bajo punto
de fusión. El galio se alea con facilidad con la mayoría de los metales y se usa en aleaciones de bajo punto
de fusión. El isótopo Ga-67 se usa en medicina nuclear. Se ha descubierto recientemente que aleaciones
galio-aluminio en contacto con agua produce una reacción química dando como resultado hidrógeno. Este
método para la obtención de hidrógeno no es rentable, ni ecológico, ya que requiere la doble fundición del
aluminio, con el consiguiente gasto energético. También se ha descubierto más recientemente que una
aleación de galio-antimonio sumergida en agua y en la cual incide la luz solar provoca la separación de las
moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Gracias al uso potencial de esta aleación no será necesario el
uso de combustibles fósiles para generar hidrógeno a partir del agua, reduciendo con ello las emisiones de
CO2.
Semiconductores / Chips / Microchips Medicina Nuclear Laser
LED

14.  http://solete.nichese.com/silicio.html
 http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio
 http://www.periodni.com/es/ga.html
 http://www.acienciasgalilei.com/qui/elementos/ge.htm
 http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio
 http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio
 http://es.wikipedia.org/wiki/Galio
 http://www.matematicasypoesia.com.es/monografias/solidos.htm
 http://chalao66.galeon.com/no-metalicos.htm
 http://www.mimecanicapopular.com/vergral.php?n=212