Semiconductores

Abstract

Después de casi tres meses de una labor atractivamente interesante es que he podido culminar con éste modesto trabajo de investigación bibliográfica sobre los materiales semiconductores. El principal objetivo que persigo con este aporte es, de reunir en un solo volumen los principales conocimientos teóricos sobre la estructura atómica de la materia, tratados en el curso de Metalurgia Física y de utilizarlos en la explicación de la física, propiedades y estructura de los semiconductores. Con esto trato de decir que mi trabajo es meramente bibliográfico y que mi principal labor ha sido la de compilar estos conceptos y de proporcionarlos de la manera más fácil y entendible, cosa poco común de hacerlo. El trabajo es sencillo en su forma, ya que no requiere gran esfuerzo para entenderlo, pero debe tenerse en cuenta, que es ya un resumen y que por lo tanto representa el pensamiento y forma de expresión de varios autores. Básicamente, este trabajo puede considerarse dividido en tres partes, que en este caso han coincidido con los tres capítulos de que está compuesto. Constituye la primera parte, un estudio de la estructura atómica, que abarca desde el átomo individual hasta el sólido (reunión de moléculas o átomos), mencionándose las dos aproximaciones, la clásica y la cuántica, para el cálculo do las energías electrónicas. Además, en la parte final de este capítulo se incluyen dos de las teorías más sobresalientes sobre la estructura electrónica de los metales, que son: la del electrón libre y la zonal de metales; una más simplificada y la otra más compleja, sin embargo, ambas han contribuido a un mejor conocimiento teórico del estado metálico. En la segunda parte se trata sobre la física (variables energéticas y estructura) y propiedades de los materiales semiconductores, a lo cual ayuda grandemente el primer capítulo. Lo más saltante de esta parte es la mención que se hace de las propiedades de unión, que constituye un tópico poco usual en el estudio de los materiales de ingeniería. En el tercer capítulo, se sintetizan las principales estructuras cristalinas adoptadas por los semiconductores, así mismo, también se especifican los materiales reales que poseen propiedades semiconductoras, y la forma como va rían sus propiedades por la desviación que exhiben con las estructuras ideales. En otras palabras, se trata de explicar las propiedades que presentan los materiales semiconductores en función de su estructura (parámetros de la materia y variables energéticas). Además, al final de este capítulo se menciona la técnica de crecimiento de crista - les, que es la base tecnológica para la producción de dispositivos semiconductores. En lo que se refiere, a las unidades de algunas magnitudes como puede verse, se han utilizado dos tipos de sistemas, para expresarlas, con el afán de familiarizar al lector con ambos tipos de unidades y cuyo factor de conversión es sencillo y fácilmente entendible. Con respecto a los valores numéricos de ciertas variables energéticas, se puede encontrar que difieren ligeramente en diferentes partes del trabajo y la razón de éste compor tamiento radica en que dichos valores pertenecen a distintos autores, de lo que se puede deducir que todavía no hay una normalización de estas variables en este campo de la ciencia. Considero, muy particularmente, por cierto, que este trabajo tal como está presentado constituye un primer contacto entre la Metalurgia y la Electrónica, ya que el ingeniero metalurgista es la persona realmente capacitada como para poder suministrar los materiales semiconductores (transistores) que necesite el ingeniero electrónico. Por medio del estudio de Metalurgia Física (y de alguna experiencia), el ingeniero metalurgista estará en condición de resolver cualquier problema que se pueda presentar en la. técnica de crecimiento de cristales, y de esta manera producir cristales transistores que sean aceptados satisfactoriamente en la industria. Este es un campo que aún no ha sido explotado en nuestro país, ya que la totalidad de los dispositivos semiconductores se importan, pero a no dudarlo constituiría un sector de notable trascendencia en nuestro desarrollo industrial y económico. Es un deseo ferviente, que en un futuro no muy lejano se pueda cristalizar en hechos todas las ideas vertidas en párrafos anteriores. Aprovecho esta oportunidad para agradecer profundamente a todos mis profesores, especialmente aquellos del Departamento de Metalurgia, quienes no solamente se han preocupado por enseñarnos y transmitirnos todas sus experiencias, sino que además nos han formado una verdadera personalidad profesional.