TODO SOBRE EL DIODO

2. SILICIO
El silicio es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y
situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementos formando
parte de la familia de los carbonoideos de símbolo Si. Es el segundo
elemento más abundante en la corteza terrestre (27,7% en peso)
después del oxígeno. Se presenta en forma amorfa y cristalizada; el
primero es un polvo parduzco, más activo que la variante cristalina, que
se presenta en octaedros de color azul grisáceo y brillo metálico.

3. Por Kittel
La ilustración de arriba muestra la
disposición de los átomos de silicio
en una célula unitaria, con
números que indican la altura del
átomo por encima de la base del
cubo, como una fracción de la
dimensión de la celda.
ESTRUCTURA CRISTALINA DEL
SILICIO

4. PROPIEDADES DEL SILICIO
El silicio forma parte de los elementos denominados metaloides o
semimetales. Este tipo de elementos tienen propiedades intermedias
entre metales y no metales. En cuanto a su conductividad eléctrica,
este tipo de materiales al que pertenece el silicio, son semiconductores.
El estado del silicio en su forma natural es sólido (no magnético). El
silicio es un elmento químico de aspecto gris oscuro azulado y
pertenece al grupo de los metaloides. El número atómico del silicio es
14. El símbolo químico del silicio es Si. El punto de fusión del silicio es
de 16,7 grados Kelvin o de 1413,85 grados celsius o grados
centígrados. El punto de ebullición del silicio es de 31,3 grados Kelvin o
de 2899,85 grados celsius o grados centígrados.

5. APLICACIONES
Se utiliza en aleaciones, en la preparación de las siliconas, en la industria de la cerámica
técnica y, debido a que es un material semiconductor muy abundante, tiene un interés
especial en la industria electrónica y microelectrónica como material básico para la creación
de obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares y una gran variedad
de circuitos electrónicos. El silicio es un elemento vital en numerosas industrias. 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. También se
están estudiando las posibles aplicaciones del siliceno, que es una forma alotrópica del silicio
que forma una red bidimensional similar al grafeno. Otros importantes usos del silicio son:
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.
Fabricación de vidrio para ventanas y aislantes.
El carburo de silicio es uno de los abrasivos más importantes.
Se usa en láseres para obtener una luz con una longitud de onda de 456 nm.
La silicona se usa en medicina en implantes de seno y lentes de contacto.

6. GERMANIO
Es un metaloide sólido duro, cristalino, de color blanco grisáceo
lustroso, quebradizo, 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 semiconductores, el
germanio tiene una pequeña banda prohibida (band gap) por lo que
responde de forma eficaz a la radiación infrarroja y puede usarse en
amplificadores de baja intensidad.

7. LAS PROPIEDADES DEL GERMANIO
las propiedades del germanio son tales que este elemento tiene varias
aplicaciones importantes, especialmente en la industria de los
semiconductores. El primer dispositivo de estado sólido, el transistor,
fue hecho de germanio. Los cristales especiales de germanio se usan
como sustrato para el crecimiento en fase vapor de películas finas de
GaAs y GaAsP en algunos diodos emisores de luz. Se emplean lentes y
filtros de germanio en aparatos que operan en la región infrarroja del
espectro. Mercurio y cobre impregnados de germanio son utilizados en
detectores infrarrojos; los granates sintéticos con propiedades
magnéticas pueden tener aplicaciones en los dispositivos de
microondas para alto poder y memoria de burbuja magnética; los
aditivos de germanio incrementa los amper-horas disponibles en
acumuladores.

8. ESTRUCTURA CRISTALINA DEL GERMANIO
Estructura cristalina:
cúbica centrada en las caras
Dimensiones de la celda unidad / pm:
a=565.754
Grupo espacial:
Fd3m

9. APLICACIONES DEL GERMANIO
• Las aplicaciones del germanio se ven limitadas por su elevado costo y en muchos
casos se investiga su sustitución por materiales más económicos.
• Fibra óptica.
• Electrónica: radares y 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).
• 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.
• El tetracloruro de germanio es un ácido de Lewis y se usa como catalizador en la
síntesis de polímeros (PET).

10. GALIO
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 del ambiente (como cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se
sostiene en la mano por 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 puntos 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 condiciones 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. En esta estructura el enlace químico formado entre los átomos más
cercanos es covalente siendo la molécula Ga2 la que realmente forma el entramado
cristalino.
A otra presión y temperatura se han encontrado numerosas fases estables y
metaestables distintas. El galio corroe otros metales al difundirse en sus redes
cristalinas.

11. ESTRUCTURA CRISTALINA DEL GALIO
Número Atómico: 31
Masa Atómica: 69,723
Número de protones/electrones: 31
Número de neutrones (Isótopo 70-Ga): 39
Estructura electrónica: [Ar] 3d10 4s2 4p1
Electrones en los niveles de energía: 2, 8,
18, 3
Números de oxidación: +1, +3

12. PROPIEDADES DE GALIO
Elemento químico, símbolo Ga, número atómico 31 y peso atómico 69.72. lo descubrió Lecoq de
Boisbaudran en Francia en 1875. Tiene un gran intervalo de temperatura en el estado líquido, y se ha
recomendado su uso en termómetros de alta temperatura y manómetros. En aleación con plata y
estañó, el galio suple en forma adecuada la amalgama en curaciones dentales; también sirve para
soldar materiales no metálicos, incluyendo gemas o amtales. El arseniuro de galio puede utilizarse en
sistemas para transformar movimiento mecánico en impulsos eléctricos. Los artículos sintéticos
superconductores pueden prepararse por la fabricación de matrices porosas de vanadio o tántalo
impregnados con hidruro de galio. El galio ha dado excelentes resultados como semiconductor para
uso en rectificadores, transistores, fotoconductores, fuentes de luz, diodos láser o máser y aparatos
de refrigeración.
El galio sólido parece gris azulado cuando se expone a la atmósfera. El galio líquido es blanco
plateado, con una superficie reflejante brillante. Su punto de congelación es más bajo que el de
cualquier metal con excepción del mercurio (-39ºC o -38ºF) y el cesio (28.5ºC u 83.3ºF).
El galio es semejante químicamente al aluminio. Es anfótero, pero poco más ácido que el aluminio.
La valencia normal del galio es 3+ y forma hidróxidos, óxidos y sales. El galio funde al contacto con
el aire cuando se calienta a 500ºC (930ºF). Reacciona vigorosamente con agua hirviendo, pero
ligeramente con agua a temperatura ambiente. Las sales de galio son incoloras; se preparan de
manera directa a partir del metal, dado que la purificación de éste es más simple que la de sus sales.
El galio forma aleaciones eutécticas de bajo punto de fusión con varios metales, y compuestos
intermetálicos con muchos otros. Todo el aluminio contiene cantidades pequeñas de galio, como
impureza inofensiva, pero la penetración intergranular de grandes cantidades a 30ºC causa fallas
catastróficas.

13. APLICACIONES DEL GALIO
Se emplea en el dopado de semiconductores y en la fabricación de dispositivos de estado sólido
como: transistores, diodos, células solares, etc.
· El 72Ga se emplea en el diagnóstico y terapia de tumores óseos.
· Se utiliza en aleaciones con bajo punto de fusión.
· El arseniuro de galio se usa para convertir la electricidad en luz coherente (láser).
· Con hierro, litio, magnesio, itrio y gadolinio forma materiales magnéticos.
· El galato de magnesio, con impurezas de iones divalentes, se utiliza en la pólvora de fósforos
activados con luz ultravioleta.
· El galio se utiliza para la detección de neutrinos solares.