သိ

သိ (Si) ဟွံသေင်မ္ဂး သဳလဳကောန် (အၚ်္ဂလိက်: Silicon) ဟီုမ္ဂးဂှ် ဒှ် ဒြပ်စင် (Chemical element) ဓါတုဗေဒ မွဲ မနွံကဵု သင်္ကေတ ဓါတု Si (မကော်စ လဆောဝ် နကဵု ရမ္သာင် လိက်မန် - သိ) ကေုာံ လၟိဟ် အက်တမ် (Atomic number) ၁၄ ရ။ ဍေဟ်ဝွံ ဒှ် ဒြပ်စင် သတ္တု-ကဝက် (Metalloid) မနွံကဵု လျး တၟး ညံင် သတ္တု တုဲ ဒှ် ဒြပ်စင် မတန်ကြန် (Stable) ဗွဲမလောန် မွဲ ရ။ သဳလဳကောန် ဝွံ ပ္ဍဲကဵု လေယျာ တိ (Earth's crust) မ္ဂး၊ ဒှ် ဒြပ်စင် မနွံ ဂၠိုင်အိုတ် လၟေင် ၜါ (ကြဴနူ အံက်သဳဂျေန်) တုဲ ပါလုပ် ဒၟံင် ပ္ဍဲ ခန္ဓာ တိ ၜိုတ် ၂၇.၇% ရ။

ပ္ဍဲကဵု ခေတ် နည်းပညာ တ္ၚဲဏအ်၊ သဳလဳကောန် ဝွံ ကိစ္စဇၞော် ဗွဲမလောန် တုဲ ဒှ် ရိုဟ်ကၞက် သွက် ကဏ္ဍ အီလက်ထရောနစ် ကေုာံ သီမဳကောန်ဒတ်တာ (Semiconductor) ရ။ သာ်ဂှ် ဟွံသေင်၊ ဍေဟ်ဝွံ ပါလုပ် အဓိက ပ္ဍဲ သြိုင်ခၞံ (မပ္တံကဵု ဒ္ၚောဝ် ကေုာံ သမောန်) တုဲ သီုကဵု ပရေင်ပတိတ် ဒြဟတ် သဝ်လာ (Solar energy) ကီု ရ။ လိက်ပရေင် ဏအ်ဝွံ သ္ၚေဝ်ဂၠေပ် လဝ် ပရူပရာ သဳလဳကောန် (သိ) နကဵု လညာတ် ဓါတုဗေဒ၊ ပထဝဳ၊ ကွတ်ပညာ၊ ကေုာံ လွပ် ဍေဟ်တအ် ဗွဲမလှဲလး ရ။

ဝှာင်:SiliconCropped.jpg

ဗီုရုပ် ထ္ၜး ကလောအ် သဳလဳကောန် မစင်ကြဳ လဝ် ဍိုက်ဍိုက်ပေင်ပေင် မနွံကဵု လျး တၟး ညံင် သတ္တု။

၁။ နိဒါန် ကေုာံ ပွံက်အဓိပ္ပါယ် (Introduction and Definition)

သဳလဳကောန် ဟီုမ္ဂးဂှ် ဒှ် ဒြပ်စင် ဓါတုဗေဒ မနွံ ပ္ဍဲ ဂကောံ ၁၄ (Group 14) ပ္ဍဲ သ္ၚိအင် ပရဳယဝ်ဒစ် (Periodic table) ရ။ ဍေဟ်ဝွံ နွံကဵု အစောံ မဖန်ဗဒှ် ဓါတ် ပံင်ကောံ (Compounds) နကဵု ဒြဟတ် တြေဝ် (Covalent bonds) ၄ တၞုင် မာန် ရ (Tetravalent)။

ယၟု "သဳလဳကောန်" ဝွံ ကၠုင်နူ အရေဝ် လေတ်တေန် "silex" ဟွံသေင်မ္ဂး "silicis" မဂွံအဓိပ္ပါယ် "တၟအ် ဗ္တဳ" (Flint or hard stone) ရ။ သင်္ကေတ "Si" (သိ) ဏအ်ဝွံ စၟတ်သမ္တီ လဝ် နဒဒှ် တင်ဂၞင် အလုံ ဂၠးတိ သွက်ဂွံ စကာ ပ္ဍဲ တွက်ဂၞန် ဓါတုဗေဒ ရ။ အရာ မတၟေင် သွက် သဳလဳကောန် ဂှ်၊ ဍေဟ် ဟွံဒှ် သတ္တု (Metal) အလုံစုံ တုဲ၊ သီု ဟွံဒှ် ဒြပ် ဟွံသေင် သတ္တု (Non-metal) အလုံစုံ ရ။ ဍေဟ် ဒှ် သတ္တု-ကဝက် တုဲ မာန် ပလံင် ဓါတ်လလဳ (Conduct electricity) အတိုင် အကာဲအရာ ဂမ္တဴ ဟွံသေင်မ္ဂး ဓါတ် နှဴ (Doping) ရ။

၂။ ဝင် တမ်မူလ ကေုာံ ပရေင်ဂၠာဲဆဵု (History and Discovery)

ပရေင်ဂၠာဲဆဵု သဳလဳကောန် ဝွံ စတင် ကၠုင် လဝ် ပ္ဍဲ လဒေါဝ် ဗွဝ်ကၠံ ၁၉ ရ။ ၜိုန်ရ တၠပညာ ဂမၠိုင် မပ္တံကဵု အာန်တွာန် လာဗွိုင်သဳယေ (Antoine Lavoisier) ပ္ဍဲ သၞာံ ၁၇၈၇ တအ် ထေင် ကေတ် လဝ် ဒဒှ်ရ ဒြပ်စင် ဏအ် နွံ ဒၟံင် ပ္ဍဲ တၟအ် ကွာတ် (Quartz) ကီုလေဝ်၊ ညးတအ် ဟွံမာန် ပါ်ပတိတ် ဍေဟ် နကဵု အကာဲအရာ ပကတိ (Pure element) မာန် လဝ် ရ။

ပ္ဍဲ သၞာံ ၁၈၂၄ ဂှ်၊ တၠပညာ ဓါတုဗေဒ ဍုင်သွဳဒေန် ဂျောန် ဂျေကပ် ဘာဇဳလဳယပ် (Jöns Jacob Berzelius) ဂှ် မာန် ပါ်ပတိတ် သဳလဳကောန် ပကတိ ပထမအိုတ် နကဵု ပရေင်စကာ ဓါတ် ပဝ်တေတ်သဳယောမ် (Potassium) သွက်ဂွံ ယှောတ် ဖအောန် (Reduce) ပိုတက်သဳယောမ် ဖလူရဝ်သဳလဳကိတ် (Potassium fluorosilicate) ရ။ စနူ ဂှ် တုဲ ဍေဟ် ဂွံ စၟတ်သမ္တီ နဒဒှ် ဒြပ်စင် တၟိ မွဲ ပ္ဍဲ ဂၠးတိ သိပ္ပံ ရ။

၃။ လဒက်ပတန် အက်တမ် ကေုာံ ဓါတုဗေဒ (Atomic Structure and Chemistry)

သ္ၚိအင် ထ္ၜး တင်ဂၞင် ဓါတုဗေဒ သဇိုင် သွက် သဳလဳကောန် (Si)

လက္ခဏာ (Properties)	တင်ဂၞင် (Values)
သင်္ကေတ (Symbol)	Si (သိ)
လၟိဟ် အက်တမ် (Atomic Number)	၁၄
လျိုင် အက်တမ် (Atomic Mass)	၂၈.၀၈၅ u
ဂကောံ (Group)	ဂကောံ ၁၄ (Carbon group)
ဓါတ်ဂမ္တဴ ရိုဟ် (Melting Point)	၁,၄၁၄ °C (၂,၅၇၇ °F)
ဓါတ်ဂမ္တဴ ဍိုက် (Boiling Point)	၃,၂၆၅ °C (၅,၉၀၉ °F)

သဳလဳကောန် ပကတိ ဝွံ နွံကဵု လဒက်ပတန် ကလောအ် (Crystal structure) မတုပ် ကဵု ဗီုပြင် ဗိုတ် (Diamond) ကီု ရ၊ မကော်စ လဒက်ပတန် Diamond cubic ရ။ ဟိုတ်နူ ဍေဟ် နွံ အီလက်ထရွန် (Electrons) ၄ မ ပ္ဍဲ လေယျာ မ္ၚး အိုတ် ဂှ်ရ၊ ဍေဟ် မာန် နှဴရဴ ပံင်ကောံ ကု ဒြပ်စင် တၞဟ် တအ် ဗွဲမလောဲသွာ ရ။

ဓါတ် ပံင်ကောံ သဳလဳကောန် မပြာကတ် အိုတ် ဂှ် ဒှ် သဳလဳကောန် ဒါင်အံက်သိုက် (Silicon dioxide - SiO₂) ဟွံသေင်မ္ဂး သဳလဳကာ (Silica) မဒှ် အရာ အဓိက သွက်ဂွံ ဒက်ပတန် ဗ္တဳ ကေုာံ တၟအ် လတူ တိ ရ။

၄။ ပရေင်ကတဵုဒှ် ပ္ဍဲ သဘာဝ ကေုာံ တိ (Natural Occurrence and Geology)

ပ္ဍဲ သဘာဝ မ္ဂး၊ သဳလဳကောန် (Si) ပကတိ အလဵုဇကု ဍေဟ် ဂှ် ဂၠာဲ ဆဵု ဝါတ် ဗွဲမလောန် ရ။ ဆဂး ဍေဟ် နွံ ဒၟံင် နကဵု ဗီုပြင် ဓါတ် ပံင်ကောံ သဳလဳကိတ် (Silicate minerals) ဗွဲမဂၠိုင် ရ။

တွဵု တိ၊ တၟအ် ကေုာံ ဗ္တဳ သီုဖအိုတ် ၜိုတ် ၉၀% ဂှ် ဒက်ပတန် လဝ် နကဵု ဓါတ် သဳလဳကိတ် ရ။ ဂကူ တၟအ် မပ္တံကဵု တၟအ် ကွာတ် (Quartz)၊ တၟအ် မိုက်ကာ (Mica)၊ ကေုာံ ဖဲလ်သပါ (Feldspar) တအ်ဝွံ နွံကဵု ဓါတ် သဳလဳကောန် သီုဖအိုတ် ရ။ ဟိုတ်နူ သဳလဳကောန် ဝွံ ဇီုကပိုက် ကု အံက်သဳဂျေန် (Oxygen) လောဲသွာ ဂှ်ရ၊ ဍေဟ်တအ် ဒှ် အာ ဓါတ် သဳလဳကာ ညံင် သဘာဝ တိ ပိုယ် ရ။

၅။ ကမၠောန် ပတိတ် သဳလဳကောန် (Production and Purification)

သွက်ဂွံ ကလိဂွံ သဳလဳကောန် ပကတိ ဂှ်၊ ဒးစကာ နဲကဲ ပတိတ် ဓါတုဗေဒ မဇၞော်မောဝ် ရ။

• အဆံင် သတ္တု (Metallurgical-grade silicon): ကၠောန်ပတိတ် နကဵု ပရေင်စံင် တၟအ် သဳလဳကာ (SiO₂) ပံင် ကဵု ချာကိုဝ် (Carbon) ပ္ဍဲ မွဲစွံ ပ္ဍဲ ဖဴ ပၟတ် လလဳ မနွံ ဓါတ်ဂမ္တဴ သၠုင် (၁,၉၀၀ °C) ရ။ ပရေင်ဏအ် ပတိတ် ကဵု သဳလဳကောန် မနွံ ပကတိ ၜိုတ် ၉၈-၉၉%။
• အဆံင် အီလက်ထရောနစ် (Electronic-grade silicon): သွက်ဂွံ စကာ ပ္ဍဲ က္ဍဟ် ကောန်ပျူတာ ဂှ်၊ သဳလဳကောန် သ္ဒး နွံ ပကတိ အလုံစုံ (၉၉.၉၉၉၉၉၉၉% pure) ရ။ ညးတအ် စကာ နဲကဲ Siemens process သွက်ဂွံ စင်ကြဳ သဳလဳကောန် စဵုကဵု ဟွံမဲ ဓါတ် တၞဟ် နှဴ အလုံစုံ (Zone refining) ရ။

၆။ လွပ် ပ္ဍဲ ကဏ္ဍ သီမဳကောန်ဒတ်တာ ကေုာံ အီလက်ထရောနစ် (Semiconductor and Electronics Applications)

သဳလဳကောန် ဝွံ ဒှ် "ဇုတ်-စး" သွက် ကဏ္ဍ အီလက်ထရောနစ် အလုံ ဂၠးတိ ရ။

ဟိုတ်နူ ဍေဟ် ဒှ် သတ္တု-ကဝက် တုဲ၊ ပရေင်ပလံင် ဓါတ်လလဳ ဍေဟ် ဂှ် မာန် ထိင်ဒဝ် ကေတ် ဂွံ နကဵု ပရေင်နှဴ (Doping) ဓါတ် တၞဟ် မပ္တံကဵု ဘဝ်ရွန် (Boron - p-type) ဟွံသေင်မ္ဂး ဖေါ့သဖဝ်ရပ် (Phosphorus - n-type) ရ။ ဏအ်ဂှ် ပကဵု ညံင် ဂွံ ခၞံဗဒှ် တရန်သေတ်သာ (Transistors) မာန် ရ။ ကမ္ပဏဳ ဇၞော်ဇၞော် မပ္တံကဵု အေန်တဲလ် (Intel) တအ် စကာ သဳလဳကောန် သွက်ဂွံ ကၠောန် မိုက်ခရဝ်ချစ် (Microchips) မနွံ ပ္ဍဲ ကောန်ပျူတာ၊ ဖုန် သမာတ်၊ ကေုာံ စက် နာနာ သာ် ရ။ ဒေသ မခၞံ နည်းပညာ တအ် ဏအ် လေဝ် ဂွံ ယၟု "သဳလဳကောန် ဗေလဳ" (Silicon Valley) ရ။

၇။ လွပ် သွက် ဒြဟတ် တ္ၚဲ ကေုာံ သဝ်လာ (Solar Cells and Energy)

သဳလဳကောန် ဝွံ ကိစ္စဇၞော် ဗွဲမလောန် သွက် အနာဂတ် ဒြဟတ် သဘာဝ ရ။ ဗွဲမဂၠိုင် ပ္ဍဲ ပြိုင် သဝ်လာ (Solar panels) တအ်ဂှ် ဒက်ပတန် လဝ် နကဵု ဓါတ် သဳလဳကောန် ကလောအ် (Crystalline silicon) ရ。

ကာလ လျး တ္ၚဲ (Photons) ဇီုကပိုက် လတူ သဳလဳကောန် မ္ဂး၊ ဍေဟ် ပတိတ် ကဵု အီလက်ထရွန် (Electrons) တုဲ ကတဵုဗဒှ် ကဵု ဓါတ်လလဳ (Photovoltaic effect) ရ။ ဟိုတ်နူ သဳလဳကောန် နွံ ဂၠိုင် ကေုာံ ၚုဟ်မး သက်သာ ဂှ်ရ၊ ဍေဟ် ဒှ် ကပေါတ် အဓိက သွက် ပရေင်ပတိတ် ဓါတ်လလဳ လျး တ္ၚဲ အလုံ ဂၠးတိ ရ။

၈။ လွပ် ပ္ဍဲ ပရေင်သြိုင်ခၞံ ကေုာံ ကပေါတ် ဒြဟတ် (Construction and Materials)

ၜိုန်ရ သဳလဳကောန် ပကတိ ကိစ္စဇၞော် သွက် ကောန်ပျူတာ ကီုလေဝ်၊ သဳလဳကောန် မနှဴ ကု အံက်သဳဂျေန် (Silica) ဂှ် ဒှ် အရာ အဓိက သွက် ပရေင်သြိုင်ခၞံ ရ -

• သမောန် ကေုာံ ကောန်ကရစ် (Cement and Concrete): ဗ္တဳ (Silica sand) ဂှ် ဒှ် ကပေါတ် သဇိုင် သွက်ဂွံ ကၠောန် သမောန် ကေုာံ ကောန်ကရစ်။
• ဒ္ၚောဝ် (Glass): တၟအ် ဗ္တဳ ဂှ် ဍိုပ် တုဲ ကၠောန် ပတိတ် ဒ္ၚောဝ် သွက် ဗတင် သ္ၚိ ကေုာံ ပလင်။
• သဳလဳကောန် ပဝ်လဳမာ (Silicones): ဒှ် ကပေါတ် မတုပ် ညံင် ရဝ်ပါ (Rubber) မခံင် ကဵု ဓါတ်ဂမ္တဴ ကေုာံ ဍာ်၊ စကာ သွက်ဂွံ ကၟာတ် ဍာ် (Sealants) ဟွံသေင်မ္ဂး ကၠောန် ပလာသတစ် ခိုင်င်။

၉။ ဇဳဝဗေဒ ကေုာံ ပရေင်ထတ်ယုက် (Biological Role and Health)

ပ္ဍဲကဵု ဇဳဝဗေဒ မ္ဂး၊ သဳလဳကောန် (Si) ဝွံ နွံ ပၟိက် သွက် တၞံဆု လ္ၚဵု တအ် ညံင် ဂွံ ဇၞော်မောဝ် ရ။ ဥပမာ - တၞံ သြောအ် ကေုာံ ဝါတ် (Bamboo) တအ် ဇုတ် ခိုင်ကၠိုက် ဟိုတ်နူ ဓါတ် သဳလဳကာ ပ္ဍဲ သဲလ် ဍေဟ်တအ် (Phytoliths) ရ။ သွက် ကောန်မၞိဟ် တအ်၊ သဳလဳကောန် ဝွံ ဒှ် ဓါတ် မနွံ ပၟိက် ညိည (Trace element) သွက်ဂွံ မင်မဲ ဇုတ် ကေုာံ စၞာံ ဂွံ ထတ်ယုက် ရ။

ဆဂး ယဝ်ရ မၞိဟ် မွဲမွဲ ယီု လုပ် အာ ခဗိုက် ဗ္တဳ သဳလဳကာ (Silica dust) ဍောတ်တ် မဂၠိုင် အခိင် လအ် မ္ဂး၊ ညးတေအ် မာန် ကတဵုဒှ် ယဲ ကသအ် ကျာ ပလီု (Silicosis) မဒှ် ယဲ သာန် မဂစိုတ် လမျီု မာန် ရ (ဗွဲတၟေင် ပ္ဍဲ ကောန်ကမၠောန် သြိုင်ခၞံ ကေုာံ ခါဲ တွင်း)။

၁၀။ အနာဂတ် သဳလဳကောန် ကေုာံ နည်းပညာ တၟိ (Future of Silicon and New Technologies)

အနာဂတ် သွက် သဳလဳကောန် ဝွံ နွံကဵု တင်စိန်ခေါ် (Challenges) နာနာ သာ် ရ။ ဟိုတ်နူ ဇမၞော် တရန်သေတ်သာ ပ္ဍဲ က္ဍဟ် ကောန်ပျူတာ တအ် ဍောတ် စှ်ေ အာ စဵုကဵု ၜိုတ် အက်တမ် ညိည သၟး (Limit of Moore's Law) ဂှ်ရ၊ သဳလဳကောန် ပကတိ ဂှ် စိုပ် အာ အလိတ် (Physical limits) ဍေဟ် ရ။

သွက်ဂွံ ဆက် ဇၞော်မောဝ် အာ နည်းပညာ ဂှ်၊ တၠပညာ တအ် စကာ ဒၟံင် သဳလဳကောန် မနှဴ ကု ကာဗောန် (Silicon Carbide - SiC) ဟွံသေင်မ္ဂး ပံင်ကောံ ကဵု ကပေါတ် တၟိ မပ္တံကဵု Graphene သွက်ဂွံ ကၠောန်ပတိတ် က္ဍဟ် မနွံ လဟိုင် ပြဟ် နူ ကိုပ်ကၠာ ကေုာံ က္ဍဟ် သွက် ကောန်ပျူတာ ကွမ်တမ် (Quantum computing) ပ္ဍဲ အနာဂတ် ရောင်။

ဆက်ဗှ်လ္ၚတ်

• သီမဳကောန်ဒတ်တာ (Semiconductor)
• အေန်တဲလ် (Intel)
• သ္ၚိအင် ပရဳယဝ်ဒစ် (Periodic table)
• သဳလဳကောန် ဗေလဳ (Silicon Valley)