半導(dǎo)體工業(yè)的主角

生活的常識(shí)告訴我們，金屬、鹽和酸的水溶液以及大地、人體等等，都能導(dǎo)電，叫做導(dǎo)體；玻璃、木材、檬膠、陶瓷這一類東西，不能導(dǎo)電，叫做絕緣體；半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力位于導(dǎo)體和絕緣體之間。

鍺就是一種重要的半導(dǎo)體材料，它位于元素周期表中的第四周期、第四主族。大家都知道，在日常生活中最常見的溫度計(jì)就是水銀溫度計(jì)了，用它可以來測(cè)氣溫?？梢詼y(cè)人的體溫，對(duì)我們幫助可真不少?？墒?，水銀溫度計(jì)的“感覺”太“遲鈍”了，它只能測(cè)量一些特別大的東西和離它挨得很近的東西的溫度，比如說，如果你不把它放在口中，它就測(cè)不出你的體溫，這真的有點(diǎn)美中不足。

現(xiàn)在，人們已做成了一種“感覺”十分靈敏的溫度計(jì)。它的靈敏度有多高呢？舉個(gè)例子你就知道了，有一天你出去到1000米以外的公園里去玩，雖然把它這個(gè)“機(jī)靈鬼”放在家里，可它照樣知道你的體溫。有的人可能會(huì)問，這么靈敏的溫度計(jì)是用什么做成的呀？

它是人們用鍺做成的。在通常情況下，鍺的電阻是很高的。我們可以拿水銀來跟它作比較。假定水銀的電導(dǎo)率是1，那么鍺的導(dǎo)電率只有0．001，也就是說，鍺的導(dǎo)電能力只有水銀的千分之一。因此，我們可以用鍺作成薄片電阻，涂到玻璃、石英或者陶瓷上，在雷達(dá)等設(shè)備里應(yīng)用。

更重要的是，作為半導(dǎo)體材料，在不同的外因條件和雜質(zhì)等因素的影響下，鍺的導(dǎo)電能力會(huì)發(fā)生很大的變化。利用它的這個(gè)脾氣，人們可以做成許多重要而有用的半導(dǎo)體元件。鍺的導(dǎo)電能力會(huì)隨著溫度的變化而靈敏地改變：溫度變化幾百攝氏度，導(dǎo)電能力改變了幾百萬倍。導(dǎo)電能力的改變是可以通過儀器很準(zhǔn)確地測(cè)量出來的，所以人們利用鍺的這個(gè)特性，做成了對(duì)溫度變化感覺十分靈敏的半導(dǎo)體溫度計(jì)——熱敏電阻。它的本領(lǐng)實(shí)在太高了，不但可以察覺到一千米以外人體的溫度，還能測(cè)出0．0005℃的溫度變化。人們用它可以做成溫度自動(dòng)控制器、定時(shí)繼電器等等，廣泛地應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。

用鍺不但可以做成靈敏的半導(dǎo)體溫度計(jì)，而且可以來發(fā)電。原來，溫度對(duì)鍺的另一個(gè)影響是產(chǎn)生“溫差電效應(yīng)”。半導(dǎo)體經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕M合，在它的一頭加熱，兩頭就有了溫度差，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流。

可是，這有什么用處呢？用處可大了。利用“溫差電效應(yīng)”，我們就能用鍺做成溫差電池，直接把熱能變成電能，而不需要許多笨重、復(fù)雜，經(jīng)常受到磨損和需要維護(hù)修理的鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備。比如，把具有良好的溫差電效應(yīng)的鍺硅合金用于溫差發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不用維修，使用壽命長(zhǎng)達(dá)五到十年，而且還能成倍地提高發(fā)電效率。你看，這多么經(jīng)濟(jì)省事啊！

鍺還可以用來制造光電池。太陽發(fā)出的光線照射到經(jīng)過特殊加工的鍺半導(dǎo)體上，就會(huì)不斷地放出電來。光照越強(qiáng)，發(fā)出的電力越大。這樣，我們就可以從太陽光那里取得無窮無盡的廉價(jià)電力。也許你就有一臺(tái)半導(dǎo)體收音機(jī)，沒事時(shí)一按開關(guān)，就可以聽到美妙的歌曲，激動(dòng)人心的體育節(jié)目，關(guān)心國家大事的同學(xué)還可以從中聽到最新的時(shí)事報(bào)道。

但你們知道收音機(jī)是由什么做成的嗎？原來，收音機(jī)的主要元件是晶體管——二極管和三極管，它們多數(shù)是用鍺做成的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全世界每年生產(chǎn)的鍺晶體管超過五億只。與電子管相比，晶體管既不需要真空抽氣，又不需要灼熱燈絲，它體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，用電省，而且非常結(jié)實(shí)，在碰撞和震動(dòng)的情況下也能長(zhǎng)期使用。當(dāng)收音機(jī)剛出現(xiàn)時(shí)，由于它能使人們收聽到遠(yuǎn)在千里之外的播音員的聲音，因此人們?cè)H切地稱呼它叫“千里耳”。

用鍺制成的晶體管還可用來制造“電腦”。一臺(tái)每秒能運(yùn)算一千萬次的巨型電子計(jì)算機(jī)，它比人們的計(jì)算速度要快千萬倍。如果使用電子管作元件，得裝滿一棟大樓，而如果用晶體管代替電子管，體積就可以大大縮小，幾個(gè)不大的房間就可裝得了，而且節(jié)省電力?，F(xiàn)在，人們改用超大規(guī)模集成電路來制造“電腦”，它的體積越發(fā)小了。

傳說以前有個(gè)身患肺癆的人，經(jīng)過長(zhǎng)期治療毫不見效，病情反而愈加重了。在生命所剩不多的時(shí)間里，他毅然離家，搬進(jìn)了深山老林，終日與山鳥為伴。這樣過了幾年后，他又完全健康地回到了家里，當(dāng)人們見到他時(shí)，都十分驚訝，紛紛問他吃了什么“仙丹靈藥”。他回答說，吃的食物跟以前一樣，只是一日三餐堅(jiān)持吃一些大蒜……”雖然人們都弄不清楚大蒜為何能治療癆病，但卻都在每頓飯時(shí)食用一些蒜泥。從此往后，這兒的人很少再得癆病。

大蒜為什么會(huì)有這樣的奇效呢？原來，大蒜中含有許多天然抗癌元素硒和鍺。微量元素硒，能夠清除人體內(nèi)極為有害的自由基，保護(hù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，它還能刺激免疫球蛋白產(chǎn)生抗體，增強(qiáng)人體對(duì)疾病的抵抗力。

浙江有個(gè)盛產(chǎn)茶葉的村莊，那里的人都酷愛飲茶，長(zhǎng)壽的人很多，幾乎沒有癌癥，被譽(yù)為“無癌村”、“長(zhǎng)壽莊”，經(jīng)過種學(xué)家們的分析，茶葉中含有大量的硒，是那里無癌長(zhǎng)壽的主要原因。至于微量元素鍺，作用就更大了，它能促進(jìn)人體血液循環(huán)，增強(qiáng)人體的抵抗力，還能使衰老或喪失功能的細(xì)胞恢復(fù)功能。更重要的是，鍺可以通過生物電位，抑制癌細(xì)胞的繁殖，它還能誘發(fā)人體內(nèi)的干擾素，將巨噬細(xì)胞誘變?yōu)榭拱┬跃奘杉?xì)胞，所以有防癌抗癌作用。

傳說中那個(gè)患有肺癆（很可能就是肺癌）的人，長(zhǎng)期食用大蒜，治好了病，這是有充分的科學(xué)道理的。當(dāng)然，補(bǔ)充微量元素硒、鍺的途徑很多，但都不如食用大蒜，因?yàn)樗鼪]有任何毒副作用。大蒜的食用方法很多，可以做成蒜泥等。除了能防治癌癥之外，大蒜還可以抑制膽固醇的合成，有效地防止高血壓病。已患有高血壓的病人，長(zhǎng)期食用大蒜，也可以穩(wěn)定病情，降低血壓。