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Fisica electro solidos cristalinos hardy mendoza

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Fisica electro solidos cristalinos hardy mendoza

  1. 1. Estructura cristalina silicio, germanio y galio Estructura, Propiedades y Aplicaciones UP Telesup - Hardy Mendoza Alayo
  2. 2. SILICIO http://www.slideshare.net/HctorChireRamrez/infografa-siliciogermaniogalio http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio ESTRUCTURA CRISTALINA  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.  El silicio cristaliza con el mismo patrón que el diamante, en una estructura que Ashcroft y Mermin llaman celosías primitivas, "dos cubos inter penetrados de cara centrada". Las líneas entre los átomos de silicio en la ilustración de la red, indican los enlaces con los vecinos más próximos. El lado del cubo de silicio es 0,543 nm.
  3. 3. SILICIO http://www.slideshare.net/HctorChireRamrez/infografa-siliciogermaniogalio http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio PROPIEDADES  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.  El silicio constituye un 28% de la corteza terrestre. No existe en estado libre, sino que se encuentra en forma de dióxido de silicio y de silicatos complejos. Los minerales que contienen silicio constituyen cerca del 40% de todos los minerales comunes, incluyendo más del 90% de los minerales que forman rocas volcánicas.
  4. 4. SILICIO http://www.slideshare.net/HctorChireRamrez/infografa-siliciogermaniogalio http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio 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. 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.
  5. 5. GERMANIO http://www.slideshare.net/HctorChireRamrez/infografa-siliciogermaniogalio http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio ESTRUCTURA CRISTALINA  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.  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.
  6. 6. GERMANIO http://www.slideshare.net/HctorChireRamrez/infografa-siliciogermaniogalio http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio PROPIEDADES  El germanio 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, son semiconductores.  La configuración electrónica del germanio es [Ar]3d10 4s2 4p2. El radio medio del germanio es de 1,5 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 1,5 pm y su radio covalente es de 1,2 pm.  El estado del germanio en su forma natural es sólido. El número atómico del germanio es 32.
  7. 7. GERMANIO http://www.slideshare.net/HctorChireRamrez/infografa-siliciogermaniogalio http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio APLICACIONES  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 y Quimioterapia  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.  El tetracloruro de germanio es un ácido de Lewis y se usa como catalizador en la síntesis de polímeros (PET).
  8. 8. GALIO http://www.slideshare.net/HctorChireRamrez/infografa-siliciogermaniogalio http://es.wikipedia.org/wiki/Galio ESTRUCTURA CRISTALINA  Estructura cristalina: ortorrómbica centrada en las bases  Dimensiones de la celda unidad / pm: a=451.86, b=765.70, c=452.58  Grupo espacial: Cmca
  9. 9. GALIO http://www.slideshare.net/HctorChireRamrez/infografa-siliciogermaniogalio http://es.wikipedia.org/wiki/Galio PROPIEDADES  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 se vuelve liquido 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.
  10. 10. GALIO http://www.slideshare.net/HctorChireRamrez/infografa-siliciogermaniogalio http://es.wikipedia.org/wiki/Galio APLICACIONES  Debido a su bajo punto de fusión y al alto punto de ebullición del metal, es idóneo como líquido termométrico en termómetros de alta temperatura.  El GaAs tiene una amplia aplicación en la industria de las telecomunicaciones. Se utiliza es la construcción de circuitos impresos (integrados) y dispositivos optoelectrónicos (como diodos láser y LED) en teléfonos celulares y móviles.  Suministro de energía, mediante los paneles solares con células fotovoltaicas de los satélites.  En medicina nuclear, se emplea el galio como elemento trazador (escáner de galio) para el diagnóstico de enfermedades inflamatorias o infecciosas activas, tumores y abscesos, puesto que se acumula en los tejidos que sufren dichas patologías. La exposición a la radiación es inferior a la de otros procedimientos como los rayos X o TAC.  El nitrato del galio se ha empleado para tratar la artritis.

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