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Trabalho de CMAT - Silício

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Silício: 
Aplicações na Indústria Eletrônica 
e Microeletrônica 
 
Trabalho de Ciência de Tecnologia dos Materiais 
 2 
 
 
Integrantes Do Grupo: 
 
Annais Woisky Falcão (0811330) 
Maria Samara Nascimento Amorim (0813443) 
Ricardo Maestri Thomé Pereira (0720585) 
Rodrigo Moura Oliveira (0720532). 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE 
 
 Página 
Objetivo - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 
Introdução - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 
Fundamentação 
 - Características básicas - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 
 - História - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 
 - Dados básicos - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 
 - Disponibilidade - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 
 - Utilização - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 
 - Aplicações - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 
 Conclusão - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 
Referencias Bibliográficas - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Ciência de Tecnologia dos Materiais 
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Objetivo: 
 
Descrever as aplicações do silício na indústria eletrônica e microeletrônica por suas propriedades 
de semicondutor, bem como investigar os avanços no ramo da ciência e tecnologia possibilitados 
pelo estudo do material, como chips e dispositivos que inovaram o cotidiano e impulsionam a 
indústria. 
 
 
 
 
 
 
Introdução 
 Desde sua descoberta em 1787 o silício vem acompanhando e possibilitando a evolução 
da humanidade. Por ser um elemento muito abundante e que apresenta grande variação de 
aplicações, dependendo do método de fabricação, o silício está hoje para a humanidade assim 
como o ferro estava para a revolução industrial. Sua utilização está presente em diferentes áreas 
de trabalhos fundamentais para a vida humana, tais como: agricultura, medicina, construção civil 
e principalmente na eletrônica /microeletrônica, que é onde ele se revela com sua maior 
característica, a de semicondutor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Ciência de Tecnologia dos Materiais 
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Silício: 
Características básicas: 
 O silício, do latim: sílex (que significa "pedra dura") é um elemento químico de símbolo 
Si de número atômico 14 (14 prótons e 14elétrons) com massa atômica 
igual a 28u, apresentando-se na forma sólida a temperatura ambiente 
Pertence ao grupo 14 ( IVA ) da Tabela Periódica dos. Apresenta-se de 
duas formas: amorfa e cristalina. 
Na amorfa, possui forma octaédrica de coloração azul grisácea e brilho 
metálico. 
Na forma cristalina, é muito duro e pouco 
solúvel, apresentando um brilho metálico e 
uma coloração cinza. 
É um elemento relativamente inerte e resistente à ação da maioria dos 
ácidos; reagindo com os halogênios e álcalis. Também transmite mais 
de 95% dos comprimentos de onda de radiação infravermelha. 
 
Histórico 
 O silício foi identificado pela primeira vez por Antoine Lavoisier em 1787, e 
posteriormente tomado como composto por Humphry Davy em 1800. Em 1811, Gay-Lussac e 
Louis Thenard provavelmente, prepararam silício amorfo impuro aquecendo potássio com 
tetracloreto de silício. Em 1824, Berzelius preparou silício amorfo empregando um método 
similar ao de Gay-Lussac, purificando o produto obtido com lavagens sucessivas até isolar o 
elemento. E finalmente, em 1854, Henri St. Claire Deville (químico francês) preparou o silício 
cristalino, uma variedade alotrópica do elemento. 
 
Dados básicos / Elementos adjacentes 
Número atômico 14 
Peso atômico 28,086 
Elétrons [Ne]3s
2
3p
2
 
 
Boro Carbono Nitrogênio 
Alumínio Silício Fósforo 
Gálio Germânio Arsênio 
 
 
 
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Disponibilidade 
 
 
Silício é encontrado no sol e demais estrelas e é o principal elemento dos meteoritos chamados 
aerólitos. Representa cerca de 25,7% da crosta terrestre em peso e é o segundo elemento mais 
abundante, superado somente pelo oxigênio. 
Não é encontrado livremente na natureza. Ocorre, principalmente, na forma de óxidos (areia, 
quartzo, cristal de rocha, ametista, ágata, opala) e de silicatos (como granito, feldspato, asbesto, 
mica, argila). Comercialmente é obtido pelo aquecimento da sílica e carbono em forno elétrico 
com eletrodos de grafite. 
 
 
Propriedades 
Na forma cristalina tem cor cinza e brilho metálico. É um elemento relativamente inerte, mas é 
atacado por alguns halogênios e álcalis diluídos. A maioria dos ácidos não o ataca, com exceção 
do fluorídrico. 
Grandeza Valor Unidade 
Massa específica do sólido 2330 kg/m
3
 
Ponto de fusão 1414 °C 
Calor de fusão 50,2 kJ/mol 
Ponto de ebulição 2900 °C 
Calor de vaporização 359 kJ/mol 
Temperatura crítica s/ dado °C 
Eletronegatividade 1,9 Pauling 
Estados de oxidação +4-4 - 
Resistividade elétrica ≈ 105 10-8 Ω m 
Condutividade térmica 150 W/(m°C) 
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Calor específico 712 J/(kg°C) 
Coeficiente de expansão térmica 2,8 10
-5
 (1/°C) 
Módulo de elasticidade 47 GPa 
Velocidade do som 8433 m/s 
Estrutura cristalina 
cúbica de face 
centrada 
 - 
 
 
 
 
 
 
Isótopos: 
A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção 
artificial. Símbolos para tempos de meia vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a (ano). 
A tabela acima contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos. 
Simb. % natural Massa Meia vida Decaimento 
26
Si 0 25,9923 2,23 s CE p/ 
26
Al 
27
Si 0 26,9867 4,14 s CE p/ 
27
Al 
28
Si 92,23 27,9769 Estável - 
29
Si 4,67 28,9765 Estável - 
30
Si 3,10 29,9738 Estável - 
31
Si 0 30,9754 2,62 h β- p/ 31P 
32
Si 0 31,9741 160 a β- p/ 32P 
33
Si 0 32,9780 6,1 s β- p/ 33P 
34
Si 0 33,9786 2,8 s β- p/ 34P 
 
Trabalho de Ciência de Tecnologia dos Materiais 
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Utilização: 
 O silício é o principal componente do vidro, cimento, cerâmica, da maioria dos 
componentes semicondutores e dos silicones, que são substâncias plásticas muitas vezes 
confundidas com o silício. 
 O silício tem poucas aplicações: em metalurgia como agente redutor e como liga metálica 
no aço, latão e bronze. Quando altamente purificado, é usado em dispositivos fotoelétricos, 
transistores, chips e outros componente eletrônicos. Os compostos mais importantes são o 
dióxido de silício (SiO2, sílica) e os vários silicatos. Na forma de areia e argila, a sílica é usada 
para fabricar concreto e tijolos, além de materiais refratores. 
 Os silicones, polímeros sintéticos parcialmente orgânicos, constituídos por silício, 
oxigênio, carbono e hidrogênio, são empregados como lubrificantes, vernizes e, devido a sua 
consistência e inércia química, em próteses cirúrgicas. Há compostos de silício de grande poder 
absorvente que por isso são empregados como anti-sépticos e secantes em ataduras para 
curativos. 
 Uma pesquisa para a obtenção de silício de alta pureza, que serviria à indústria de energia 
solar e eletrônica, está sendo desenvolvida pelo Centro de Tecnologia Mineral (Cetem), unidade 
de pesquisa do Ministério da Ciência e Tecnologia. Para isso, o Cetem tem a parceira da 
Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais (Cetec) e da Universidade de Campinas 
(Unicamp). O silício é matéria-prima usada para a fabricação dos painéis solares, que usam