반도체 소재로 탄소를 이용할 수 없는 이유

Question

반도체소재로 주로 14족 원소를 사용한다고 하여 규소를 소재로 사용한다고 합니다. 그런데 14족 원소인 탄소는 왜 사용되지 않는건가요

Answer 1

안녕하세요, 전문가 김찬우 입니다.

결론부터 말씀드리면 탄소를 사용하면 안되는 이유는 결정 구조 때문에 전기가 통하지 않기 때문입니다.

반도체는 특정온도에서는 전기가 흐르는 도체이고 아닐때에는 전기가 흐르지 않는 부도체 물질 입니다. 탄소는 같은 4족 원소이긴 하지만 반도체를 만들면 탄소의 구조가 다이아몬드 구조라 전기가 통하지 않아 반도체로는 부적적하기 때문입니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드리며, 도움이 되셨다면 '추천'과 '좋아요' 부탁드리겠습니다. 추가로 궁금하신 사항이 있으시면 언제든지 댓글달아주시면 답변 드리겠습니다:)

Answer 2

말씀하신대로 원래는 탄소눈 절연채입니다 하지만 탄소구조룰 가진 그래핀이나 카본나노튜브는 전도성아 좋아서 현재 반도채오서 사용가능하지만 비용이 만만치 않아서 사용울 못하고 있눈 겁니다

Answer 3

안녕하세요

탄소가 반도체 소재로 사용 되지 않는 이유는 우선 전기 전도성이 매우 낮아 전자의 흐름을 제어해야 하는 반도체에 부적합하고 열전도성이 낮아 작동 중 발생하는 열을 효과적으로 방출하지 못해 과열로 인하 성능 저하 또는 손상이 발생할 위험이 있기 때문입니다 또한, 탄소는 매우 단단해 가공이 어렵고, 일부 형태는 독성을 지녀 반도체 제조 공정에서 위험합니다. 그래서 전기 전동성 열 전도성 가공 용이성 독성의 여러 이유로 탄소가 반도체 소재에 적합하지 않은 겁니다