‘冰’可以做半导体材料吗？

bigbat

‘冰’可以做半导体材料吗？ [复制链接]

 

今天看了一下超纯水的电导可以到0.1uS/CM。理论上说超纯水的结晶体“冰”应该具备“半导体”的特性。如果把一块“碱性冰”和“酸性冰”冻到一起，应该可以形成“PN结”结构。

当然即使能够形成半导体，也不能实用。地球上也只有两个极地能用。不过要是能行，没准在火星上可以就地取材制造个什么超级计算机什么的哦！

以上纯属臆想，只供大家娱乐！

maychang

即使能够形成PN结，这个PN结连常温下都不能使用，更不用说高温下使用了。

另外，半导体材料都是IV族元素，例如碳、硅、锗，或者是III族元素和V族元素的化合物，冰可不是III族元素和V族元素的化合物，能否形成PN结，存疑。

PowerAnts

如果了解气液固物相平衡和固体蠕变这类常识，就不会问出这种问题了

bigbat

自然界有一种复合半导体材料“二硫化亚铁”。半导体结构只和晶体结构有关。所以我猜测“冰”可能是半导体。只是猜测能不能用放一边。

PowerAnts

物相不是永恒的，在固态仍然存在固液变化，只不过液化的速度小于凝固，所以固固体，同时还存在升化和凝华现象，只不过升华作用小于凝华作用，所以只要温度不升高，而外界环境又有水份，这坨冰会越来越大。你把冰搞个微雕，再密封起来，只要细微之处存在空隙，物相的局部变化就会引起冰的局部变形，半导体动不动就是十纳米的尺度，要不了多久就开路或短路了。蠕变就不说了，过程比前述因素要长得多

PowerAnts

好像是初中二年级的物理吧

bigbat

PowerAnts 发表于 2019-12-9 12:31 如果了解气液固物相平衡和固体蠕变这类常识，就不会问出这种问题了

气液固物相平衡只是讲了液项和固项能不能相互“融合”的可能，没有说PN结的形成规律。PN结只是固体物在形成晶格时“电子”的分布理论。到现在为止人类还没有能够“看到原子核的内部结构”。所以各种晶格体系也都是推测！

PowerAnts

bigbat 发表于 2019-12-9 12:44 气液固物相平衡只是讲了液项和固项能不能相互“融合”的可能，没有说PN结的形成规律。PN结只是 ...

材料都变形短路了，PN结还在存在，又有何意义？硅是宽常温范围的固体，硅基半导体的工艺尺度越小，电子迁移效应越严重，但较长时间内在-100~150度工作是没问题的，水冰只存在于窄的温度范围，而且对温升会非常敏感，记得中学试验中，有一项是钉子在压力之下进入冰块，把冰块换成硅材料，压10万年也同样可以压进去，搞应用，材料的稳定性非常重要的。

PowerAnts

另外，半导体芯片在封装时，PAD需要承受可以让金属线熔化的键合温度，整块CHIP需要承受热固塑胶的固化温度，甚至玻璃的软化温度，水冰用什么工艺来搞零度以下的封装呢？

bigbat

PowerAnts 发表于 2019-12-9 12:50 材料都变形短路了，PN结还在存在，又有何意义？硅是宽常温范围的固体，硅基半导体的工艺尺度越小，电子迁 ...

我没说水冰的“半导体”能实用，只是好奇理论上能不能形成而且。真要能用也得零下六七十度！你说的“什么升华”，硅在常温下也有，只是极其缓慢！

PowerAnts

bigbat 发表于 2019-12-9 12:58 我没说水冰的“半导体”能实用，只是好奇理论上能不能形成而且。真要能用也得零下六七十度！你 ...

哦，好吧，你慢慢研究。

物相变化，在任何温度下，任何材料都存在的。上面举例钉子可在压力下很快地进入冰块，而硅可能要十万年，便是说明水冰的物相是极不稳定的，而硅是“相对”稳定的

bigbat

本贴只是“娱乐而已”，欢迎大家积极参与！心平气和是关键。

PowerAnts

bigbat 发表于 2019-12-9 13:15 本贴只是“娱乐而已”，欢迎大家积极参与！心平气和是关键。

你这个可能性，远不如研究“大便”的可食性，只要能抛开心理障碍。没啥，为了钱，某节目某明星被逼喝自已的尿都能喝下去。哈哈，不扯了，快上班了

maychang

回到现实中来。

电子技术中，石英晶体是个比较常用的元件，主要用于产生频率要求稳定的振荡信号。其原理是利用石英晶体的压电效应和反压电效应。

蔗糖晶体也具有压电效应和反压电效应，其压电效应比石英晶体还要强，而且价格比石英晶体便宜得多。我们经常吃的砂糖就是蔗糖晶体。为什么电子技术中不用蔗糖晶体作为压电元件？

maychang

不用蔗糖晶体作为电子元件，因为蔗糖强度很低，且容易受潮，热膨胀系数很大，杨氏模量随温度变化大(这会使蔗糖晶体振荡器频率随温度变化很厉害)，温度稍高就会熔化……所以，不管蔗糖有多便宜，也不用蔗糖晶体作为电子元件使用。

bigbat

大便能不能使用这个问题不用研究，中药中就有动物大便做的。

夜明砂 即蝙蝠的粪便
望月砂 即野兔子粪便
五灵脂 即鼯鼠的粪便
龙涎香 即鲸鱼的粪便
白丁香 即麻雀的粪便 

只是你要不要拿来当主食而已！

maychang

bigbat 发表于 2019-12-9 16:00 大便能不能使用这个问题不用研究，中药中就有动物大便做的。 夜明砂 即蝙蝠的粪便 望月砂 即野兔子粪便 ...

从半导体扯到中药和大便上去了。

那就撤退吧，不扯了。

bigbat

maychang 发表于 2019-12-9 17:44 从半导体扯到中药和大便上去了。 那就撤退吧，不扯了。

也不能说冰做半导体没有任何意义，如果冰可以做成半导体，做起码它是比较环保的，对于半导体也可能象硅材料一样做出太阳能电池。冰的熔点比较低，可以做在比较复杂的表面上。一个冬天可能发出很多电力，可以电解处很多的氢气，那不是一种很好的能源来源吗？

bigbat

不过冰也可能在一些极端的条件下成为半导体，如极端低温和高压下。那样就可能没有多少实用价值了。就怕冰的晶格不稳定，形成的PN势垒较弱，同不了大的电流。

高级灰0090

感谢作者无私的分享。非常精彩的内容，学习了，受益匪浅。非常感谢。