Lavoisier löysi piin kivestä ensimmäisen kerran vuonna 1787. Vuonna 1800 Davy kuitenkin luuli sen yhdisteeksi. Vuonna 1811 gay-Lussac ja Thenard saattoivat valmistaa epäpuhdasta amorfista piitä kuumentamalla alkuainekaliumia ja piitetrafluoridia yhdessä. Berzelius löysi piin alkuaineena ensimmäisen kerran vuonna 1823, ja amorfista piitä jalostettiin vuotta myöhemmin samalla menetelmällä, jota Gay-Glussac käytti. Sitten hän puhdisti piin toistuvalla puhdistuksella.
Piimetallin nimen alkuperä?
Pii tulee latinan sanasta silex, silicis, joka tarkoittaa piikiviä. Kiinan tasavallan alkuvuosina tutkijat käänsivät elementin alun perin nimellä "si" ja tekivät sen luettavaksi nimellä "Xi" (xi voidaan lukea kiinaksi qi). (Myös sana "si" tulkittiin silloin kaukaiseksi versioksi kiinalaisesta merkistä "huo".) Kuitenkin tuolloin ajan ja tilan alla, koska pinyin-järjestelmää ei ollut popularisoitu, monet tulkittiin yleensä väärin GUI:ksi. Kemikaaliyhdistys huomasi tämän ongelman ja loi sanan "pii" välttääkseen ääntämisvirheitä. Taiwan käyttää edelleen sanaa "pii". Manner-Kiinassa helmikuussa 1953 Kiinan tiedeakatemia kutsui koolle kansallisen kemikaalien nimeltä expand symposiumin, jotkut tutkijat "si" ja muut kemialliset alkuaineet "tina" ja "se" homofonit, olivat helposti hämmentyneet vaihtamalla takaisin alkuperäiseen nimeen ja julkaisi. "pii" ja lukea "GUI", mutta ei ymmärtänyt "pii" itse asiassa tämä pitäisi myös lukea xi. Mielenkiintoista on, että sanat, kuten silikoosi ja silikoositeräslevy, käyttävät edelleen piitä. Hongkongissa käytetään molempia, mutta "piitä" käytetään yleisemmin.
Teollisuudessa piimetallia valmistetaan yleensä pelkistämällä piidioksidia hiilestä sähköuunissa. Kemiallinen reaktioyhtälö: SiO2 plus 2C → Si plus 2CO. Tuloksena oleva pii on 97-98 prosenttia puhdasta ja sitä kutsutaan piimetalliksi. Sulatuksen, uudelleenkiteyttämisen ja hapolla poistettujen epäpuhtauksien jälkeen saatiin 99,7-99,8 prosentin piimetallin puhtaus. Jos haluat tehdä siitä puolijohteen piin, mutta myös nestemäiseen tai kaasumuotoon, joka on helppo puhdistaa, ja sitten tislaamalla, hajoamisprosessilla saada polypiitä. Erittäin puhtaan piin saamiseksi tarvitaan lisäpuhdistusta.
Piimetallin piipitoisuus on erittäin korkea, jopa noin 98 prosenttia, joten piimetallin ja piin ominaisuudet ovat samanlaiset. Mitkä ovat piimetallin ominaisuudet? Piimetallilla on puolijohdeominaisuuksia, kaistaväli (300K) on 1,107 elektronivolttia, ominaisvastus (300K) on 2,3×105 ohm • cm, elektronien liikkuvuus (20 astetta) on 1350 cm/(v • s), reikä liikkuvuus (20 astetta) on 480 cm 2 / (v • s), elektronien diffuusiokerroin (300K) on 34,6 cm 2 / s ja reikädiffuusiokerroin (300K) on 12,3 cm 2 / s.
Piimetalli on myös elektroniikkateollisuuden ultrapuhtaan piin raaka-aine. Piitä käytetään laajalti ferropiin metalliseosten sulattamiseen seosaineina rauta- ja terästeollisuudessa sekä pelkistimenä monenlaisessa metallisulatuksessa. Pii on myös hyvä komponentti alumiiniseoksissa, useimmat valetut alumiiniseokset sisältävät piitä. Pii on erittäin puhtaan piin raaka-aine elektroniikkateollisuudessa. Ultrapuhtaista puolijohteesta monokiteisestä piistä valmistetuilla elektronisilla laitteilla on pieni koko, keveys, hyvä luotettavuus ja pitkä käyttöikä. Suuritehoiset transistorit, tasasuuntaajat ja aurinkokennot, jotka on valmistettu piikiteistä, joihin on sekoitettu tiettyjä epäpuhtauksia, ovat parempia kuin germaniumin yksittäiskiteistä tehdyt.
