材料科学
化工之友2006.N O.08
人类的进步和发展与材料的利用息息相关人类最初利用的材料是石头他们用石头收割庄稼用石头驱赶野兽后来当青铜器出现的时候人类便进入了文明时代而人类的工业时代与钢铁这种材料是紧密相关的如今人类社会正快速进入信息时代在这个时代人类利用沙子制作各种精密的光电子器件而这些光电子器件在现代社会中有非常广泛的应用在某种程度上我们甚至可以说整个现代社会是建立在沙子基础上的
我们之所以说整个现代社会是建立在沙子基础上的这是与其主要成分分不开的沙子的主要成分是二氧化硅未提纯之前一般叫石英经过提纯之后就是水晶较纯净的一般石英大量用作玻璃原料研磨材料硅质耐火材料等不纯的石英则是重要的建筑材料而水晶可制成压电水晶光学水晶熔炼水晶及工艺水晶等工艺水晶主要做各种装饰品之用这在远古时代就开始了光学水晶要求无透明无巴西双晶和裂缝等用于制作石英折射计红外线分析窗口光谱仪等是科学实验中的必备设备光学水晶被拉成很细的丝之后就成了光纤我们日常使用的长途电话有线电视信号以及网络信息都是通过光纤尤其是石英光纤传输的
压电水晶是指可供作压电材料的水晶要求可用部分不小于6mm6mm6mm无透明没有双晶裂隙体及其他缺陷可在一定频率的电压作用下振动把它切割成单晶片后可制成晶振一般来说切割方式不同晶振特性也不同有些种类的晶振具有最高的频率稳定性可用来产生时钟信号广泛地用在计算机和各种通信设备
中甚至是各种游戏机中它可以使高速运行的计算机和各种通信设备有条不紊地工作我们经常使用的石英表也是靠里面的一小块晶振进行精确计时的所以才叫石英表还有一类晶振它的振动频率与温度有关可以制成石英温度传感器用来进行精密温度测量或作为温度标准
熔炼水晶是电子工业技术的矿物材料它经过提炼之后就可以得到电子工业的重要原料硅硅在经过一系列的提纯之后就可制成纯度极高的纯净半导体它可分为单晶硅多晶硅和无定型硅三种其中多晶硅和无定型硅是制作太阳能电池的重要原料太阳能利用是现代社会的热门技术所以对多晶硅和无定型硅的消耗量正在急剧上升
石英表和电子表的区别工厂里生产的单晶硅一般成棒状经切片之后就成为晶圆片一般情况下晶圆片尺寸越大说明该国的半导体技术越先进晶圆片再经过掺杂氧化光刻扩散外延蒸镀等工艺处理之后就可以制成各种半导体元件
半导体元件包括二极管三极管集成电路和各种半导体敏感元件等二极管和三极管属于分立半导体元件虽然在许多场合已经逐步被各种集成电路代替但在整流检波放大等领域还有广泛的应用集成电路又叫做芯片它是现代电子技术中的灵魂元件无论是电视机洗衣机计算机机等日常用品还有数控机床导弹卫星精密加工医疗技术等领域缺了它可以说寸步难行
各种半导体敏感元件主要用来采集信息另外还有初步的信息加工作用它广泛地用在测量和自动控制方面利用半导体敏感元件可以非常精确地测量温度湿度化学成分和浓度压力等物理量比起传统的测量方
法不但精确度极高而且易于实现自动化半导体敏感元件用于自动控制可以极大减轻人的劳动强度不但在工厂里有广泛用途在家庭医院机器人军事等领域也有广泛应用总之石英作为沙子的主要成分既可以直接用来制作光纤晶振等光电子技术中的关键元件还可以经过还原后制成各种半导体元件用于各种电子技术自动控制技术和测量技术中它是我们现代社会最重要的原材料之一
石英在光电子技术中的广泛用途
马卫东
甘肃省化工技工学校730046
摘要本文主要介绍了石英在光电子技术的广泛应用
关键词石英水晶晶振光纤半导体晶圆片半导体敏感元件
中图分类号TN29文献标识码
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F R I END O F C HEM I C AL I N D USTR Y
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