실리콘의 원자 결정 구조와 볼륨 덴시티 계산

1. 실리콘의 원자 결정 구조

• 실리콘은 다이아몬드 스트럭처를 갖고 있음
• 다이아몬드 스트럭처는 면심입방체(FCC) 구조 기반
  • 각 꼭지점에 원자 존재
  • 각 면에 원자 존재
  • 가운데 4개의 원소 포함
• 추가적인 설명 방법
  • FCC 구조에 4개의 원소가 추가됨
  • 4분의 A, 4분의 A, 4분의 A 만큼 이동시킨 위치에 원자 추가

징크 블렌드 구조

• 다이아몬드 스트럭처와 유사함
• 갈륨 아세나이드, 인듐 포스파이트 화합물 반도체에서 발견
• 특정 위치에 서로 다른 원소가 들어가면 징크 블렌드 스트럭처

2. 실리콘의 볼륨 덴시티 계산

• 유효 원자수 계산
  • FCC 구조 기반: 각 꼭지점에 1/8 조각 원소 8개
  • 면에 반씩 6개의 원소
  • 추가로 4개의 원소: 총 유효 원자수 = 8
• 레티스 컨스턴트: 0.543 나노미터
• 볼륨 덴시티 공식: (a^3)분의 8
• 계산 결과
  • 실리콘의 볼륨 덴시티: (5 \times 10^{22}) 개/세제곱 센티미터
  • 단위는 통상적으로 센티미터 사용

3. 결론

• 1 세제곱 센티미터 안에 실리콘 원자가 (5 \times 10^{22}) 개 존재
• 이 숫자는 물리전자공학에서 중요함
• 반드시 기억해야 할 값