SilikonSilikon adalah kristal atom, yang atom-atomnya terhubung satu sama lain oleh ikatan kovalen, membentuk struktur jaringan spasial. Dalam struktur ini, ikatan kovalen antar atom sangat terarah dan memiliki energi ikatan yang tinggi, yang membuat silikon menunjukkan kekerasan yang tinggi ketika menahan gaya eksternal untuk mengubah bentuknya. Misalnya, dibutuhkan gaya eksternal yang besar untuk menghancurkan ikatan kovalen yang kuat antar atom.
Namun, justru karena karakteristik struktural kristal atomnya yang teratur dan relatif kaku, ketika dikenai gaya benturan yang besar atau gaya eksternal yang tidak merata, kisi di dalamnyasilikonSulit untuk meredam dan menyebarkan gaya eksternal melalui deformasi lokal, tetapi akan menyebabkan ikatan kovalen putus di sepanjang beberapa bidang kristal atau arah kristal yang lemah, yang akan menyebabkan seluruh struktur kristal pecah dan menunjukkan karakteristik rapuh. Tidak seperti struktur seperti kristal logam, terdapat ikatan ionik antara atom logam yang dapat bergeser relatif, dan mereka dapat mengandalkan pergeseran antar lapisan atom untuk beradaptasi dengan gaya eksternal, menunjukkan daktilitas yang baik dan tidak mudah pecah menjadi rapuh.
SilikonAtom-atom dihubungkan oleh ikatan kovalen. Inti dari ikatan kovalen adalah interaksi kuat yang terbentuk oleh pasangan elektron yang dibagi antara atom-atom. Meskipun ikatan ini dapat memastikan stabilitas dan kekerasan atom,kristal silikonDalam struktur silikon, ikatan kovalen sulit pulih setelah putus. Ketika gaya yang diberikan oleh dunia luar melebihi batas yang dapat ditahan oleh ikatan kovalen, ikatan akan putus. Karena tidak ada faktor seperti elektron yang bergerak bebas seperti pada logam yang membantu memperbaiki kerusakan, membangun kembali koneksi, atau mengandalkan delokalisasi elektron untuk menyebarkan tekanan, silikon mudah retak dan tidak dapat mempertahankan integritas keseluruhan melalui penyesuaian internalnya sendiri, sehingga silikon menjadi sangat rapuh.
Dalam aplikasi praktis, material silikon seringkali sulit untuk benar-benar murni, dan akan mengandung pengotor dan cacat kisi tertentu. Masuknya atom pengotor dapat mengganggu struktur kisi silikon yang semula teratur, menyebabkan perubahan kekuatan ikatan kimia lokal dan mode ikatan antar atom, sehingga menghasilkan area lemah dalam struktur. Cacat kisi (seperti kekosongan dan dislokasi) juga akan menjadi tempat di mana tegangan terkonsentrasi.
Ketika gaya eksternal bekerja, titik-titik lemah dan titik konsentrasi tegangan ini lebih mungkin menyebabkan putusnya ikatan kovalen, sehingga material silikon mulai retak dari tempat-tempat tersebut, memperburuk kerapuhannya. Bahkan jika awalnya mengandalkan ikatan kovalen antar atom untuk membangun struktur dengan kekerasan yang lebih tinggi, sulit untuk menghindari patahan getas akibat benturan gaya eksternal.
Waktu posting: 10 Desember 2024