Kas ir Dopants?

Dopants ir viela, ko pievieno kristāliskajam režģim ar nolūku mainīt tā vadītspējas īpašības. Visplašāk šo terminu izmanto mikroshēmu ražošanas nozarē, kur piedevas tiek pievienotas silīcija un germānija plāksnēm, ko izmanto datoru mikroshēmu ražošanā. Tomēr arī citi kristāla režģi, tostarp tie, ko izmanto dažu optisko iekārtu ražošanā, ir leģēti. Daudzi dopanti ir ārkārtīgi toksiski, izraisot plašu piesārņojumu rūpnīcās, kuras nespēj kontrolēt ķīmiskās vielas. Piemēram, Silīcija ieleja ir ļoti piesārņota ar mikroshēmu ražošanas paliekām.

Dopants darbojas, mainot brīvo elektronu skaitu kristāla režģī, tādējādi padarot to vadošāku. Silīcija piemērā elements parasti veido vienotu kristāla režģi, kurā katrs atoms saistās ar četriem kaimiņiem. Ievadot piedevu ar pieciem savienojošiem elektroniem, rodas brīvie elektroni, radot negatīvu lādiņu. Lai režģī izveidotu caurumus, radot pozitīvu lādiņu, var ievadīt piedevu ar trim savienojošiem elektroniem.

Bors, fosfors, antimons un arsēns ir daži izplatīti dopantu piemēri. Parasti silīcija vafele tiek pārklāta ar dopantu un pēc tam karsēta, lai veicinātu ķīmisko saiti starp leģējošo vielu un silīciju. Pēc plāksnītes atdzesēšanas atomi tiks pārkārtoti, lai iegūtu elektriski vadošāku plāksni, ko cita starpā var sadalīt, lai izmantotu tranzistoros un diodēs.

Piemaisījums būtībā ir piemaisījums kristāla matricā. Dopantus var izmantot daudzos veidos; mākslīgie dārgakmeņi, piemēram, var ietvert piedevu, lai tos varētu identificēt kā laboratorijā audzētus, nevis dabiskus. Dopinga procesu var izmantot arī, lai mainītu vielas refrakcijas indeksu, kas ir noderīgs dažās optikas jomās. Piemēram, cietvielu lāzeros ir leģēts kristāla “saimnieks”.

Termins “dopings” tiek lietots arī, lai apzīmētu lakas veidu, ko lieto lidaparātiem ar auduma pārklājumu. Dops savelk ādu, nodrošinot aizsardzību un nodrošinot, ka āda lidojuma laikā paliek stingra. Lidmašīnu dopings ir ļoti viegli uzliesmojošs un ārkārtīgi toksisks, kas bija liela problēma Otrā pasaules kara laikā, kad kaujās tika izmantotas ar audumu pārklātas lidmašīnas. Lidmašīnas dopings parasti tiek krāsots tā, lai tas būtu labi redzams, kad tas tiek uzklāts, nodrošinot vienmērīgu gaisa kuģa pārklājumu.