Silicium
De exacte grondstof voor alle moderne processors is silicium, en deze stof is zoals gezegd tevens het belangrijkste bestanddeel van zand. Na zuurstof is silicium overigens het meest voorkomende chemische element op onze planeet: we hoeven ons dus geen zorgen te maken dat er in de toekomst geen grondstoffen voor het maken van chips meer zijn. Voor het maken van een chip is er echter extreem zuiver silicium vereist: Intel stelt als regel dat er in het silicium zoals het in hun fabrieken wordt gebruikt slechts één vreemd atoom op een miljard silicium atomen aanwezig mag zijn. De Engelse naam voor de stof is overigens silicon, geen wonder dat de regio in Amerika waar de meeste computerbedrijven zitten Silicon Valley wordt genoemd.
Silicium is geschikt voor het maken van processors omdat het een zogenaamde halfgeleider is. Standaard geleidt de stof geen stroom, maar door het uitvoeren van een bepaalde bewerking kan dat veranderd worden. Wie op school bij scheikunde goed heeft opgelet, weet dat silicium een atoom met een viertal elektronen is. Hierdoor gaat silicium van nature mooi in een kristalachtige structuur zitten en is er geen elektrische geleiding.
Door het toevoegen van een minieme hoeveelheid andere stof kan de elektrische geleiding worden aangepast. Dit proces heet doping in het Engels. Enerzijds is het mogelijk om kleine hoeveelheden fosfor of arsenicum toe te voegen. Deze elementen hebben vijf elektronen in hun buitenste ring en zodra deze worden toegevoegd aan een structuur van silicium gaan deze elementen zich als zodanig gedragen en ontstaan er vrije elektronen, de basis voor de geleiding van stroom. Slechts een piepkleine toevoeging van deze elementen zorgt ervoor dat het silicium nu stroom kan geleiden. Op deze manier wordt er zogenaamd N-materiaal gemaakt.
De tweede optie is om juist kleine hoeveelheden boor of gallium toe te voegen. Deze elementen hebben juist drie elektronen in de buitenste ring en toegevoegd aan silicium ontstaan er zo vrije gaten, plekken waar een elektron zou moeten zitten. De verplaatsing van gaten is eveneens de basis voor het geleiden van stroom. Silicium dat is voorzien van extra gaten noemen we P-materiaal.
De genoemde atomen waarbij er meer of juist minder elektronen aanwezig zijn, worden binnen de scheikunde ionen genoemd.
Het basismateriaal voor processors: zuiver silicium, ofwel zand!
