Hvorfor foretrækkes silicium frem for germanium?

Overflod: Silicium er det næstmest udbredte grundstof i jordskorpen efter ilt. Germanium er derimod relativt sjældent. Dette gør silicium meget mere omkostningseffektivt at få og bruge.

Omkostninger: På grund af sin overflod er silicium meget billigere end germanium. Dette er en væsentlig faktor i halvlederindustrien, hvor omkostningerne skal holdes lave for at producere elektroniske enheder til en overkommelig pris.

Stabilitet: Silicium er et mere stabilt grundstof end germanium. Det er mindre udsat for oxidation og andre kemiske reaktioner, der kan påvirke halvlederens ydeevne. Dette gør silicium mere pålideligt og holdbart til langvarig brug i elektroniske enheder.

Højere mobilitet fra mobilselskabet: Mobiliteten af ​​ladningsbærere (elektroner og huller) i silicium er højere end i germanium. Det betyder, at elektroner og huller kan bevæge sig hurtigere og lettere gennem silicium, hvilket giver mulighed for hurtigere og mere effektiv drift af elektroniske enheder.

Bedre oxidegenskaber: Siliciumdioxid (SiO2), som dannes naturligt på overfladen af ​​silicium, er en fremragende isolator med høj dielektrisk styrke. Dette gør den ideel til brug som gate-oxid i transistorer, hvilket giver god kontrol over strømmen. Germaniumoxid er på den anden side ikke så stabil eller pålidelig.

Etableret teknologi: Silicium er blevet brugt i halvlederindustrien i årtier, og et stort økosystem af fremstillingsprocesser, værktøjer og ekspertise er blevet udviklet omkring det. Dette gør det nemmere at producere siliciumbaserede enheder af høj kvalitet med pålidelige og ensartede resultater.

Historiske faktorer: Den tidlige udvikling af halvlederindustrien i USA, hvor silicium var let tilgængeligt, bidrog yderligere til dens dominans over germanium.

Mens germanium har nogle fordele i forhold til silicium i specifikke applikationer, såsom højhastighedselektronik og højeffektenheder, har siliciums overordnede egenskaber, overflod og etableret teknologi gjort det til det foretrukne valg til langt de fleste halvlederapplikationer.