Alai

A félvezetőket széles körben használják az ismert elektromos készülékekben, például személyi számítógépekben, televíziókban, okostelefonokban, digitális fényképezőgépekben, IC-kártyákban stb. A félvezetőkben leggyakrabban használt anyag a szilícium (kémiai jel = Si). A szilícium az oxigén után a második leggyakoribb elem a Földön. A legtöbb szilícium a talajban és a kőzetekben található, de szilíciumot tartalmaz a természetes víz, a fák és a növények is.
A természetben azonban a szilícium oxigénnel, alumíniummal és magnéziummal alkotott vegyületek formájában is megtalálható. Ennek következtében a szilícium elemet ki kell vonni a vegyületből és tisztítani kell. A félvezetőkben, például integrált áramkörökben (IC) használt szilíciumhoz ultramagas tisztaságú, “99,99999999999%-os” (az úgynevezett “tizenegy kilences”) egykristályos szerkezetre van szükség, amelyet a kivonás után különböző eljárásokkal finomítanak.
Az egykristályos szerkezet olyan szerkezet, amelyben az atomok három dimenzióban rendezett módon helyezkednek el, és az elrendezés alapegységét kristályrácsnak nevezik. Az egykristály egy kristályrács rendezett, folytonos elrendezésben. A szilícium kristályrács gyémánt kocka kristályszerkezetű, nyolc atomból álló ismétlődő mintázatban. Minden egyes szilíciumatom négy szomszédos szilíciumatomhoz négy kötéssel kapcsolódik. A szilíciumot, egy nagyon gyakori elemet, stabil szerkezete miatt a félvezetők alapanyagaként használják.
A szilícium tisztítása nagy mennyiségű energiát fogyaszt. Japánban a legalább 98%-os tisztaságú finomított szilíciumot (ingot) Ausztráliából, Kínából és Brazíliából importálják, ahol a villamos energia viszonylag olcsó.