半导体材料

半导体材料 姓名：杨青 学号：2013210541 学院：化学学院半导体材料在我们生活中无处不在。可以毫不夸张的说，只要有电器就有半导体的存在与应用。比如说电脑、家用电器、手机、太阳能和城市的霓虹灯这些都离不开半导体材料。物质可以根据导电性分为导体、半导体和绝缘体。半导体材料与导体及绝缘体的区别就是材料的电阻率大小不一样，导体的电阻率小于10-2cm；半导体的电阻率则处于10-2到109cm；绝缘体的电阻率大于109cm。半导体的掺杂性质：半导体的电阻比较大，那我们怎样能使其导电良好呢？其实我们可以在半导体中加入一些微量元素，使得半导体导电。而根据加入微量元素的不同，我们可以将半导体分为P型半导体和N型半导体。P型半导体是空穴导电。即在半导体中加入微量硼、铝、镓等元素，半导体就会产生许多缺少电子的空穴，使半导体中空穴浓度大大高于自由电子的浓度。而N型半导体是电子导电。即在半导体中加入微量磷、砷、锑等元素，半导体就会产生许多带负电的电子，使半导体中自由电子的浓度大大高于空穴浓度。半导体的特性：1、负电阻温度效应，它是由英国物理学家、化学家法拉第在1833年研究半导体材料Ag2S时发现的。即随着温度升高，半导体的电阻值下降。2、光电导效应，它是由英国的史密斯在1873年用光照在硒的表面，发现了半导体的光电导效应。即由辐射引起了被照射材料的电阻率改变。3、整流效应，德国物理学家布劳恩在1874年，他观察到某些硫化物的电导与所加电场方向有关。即在它两端通一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导通。4、光生伏特效应：1876年，英国物理学家亚当斯发现晶体硒和金属接触在光照的条件下产生了电动势。而光生伏特效应最重要的应用就是把太阳能直接转化成电能，就是我们现在所说的太阳能电池。5、霍尔效应。在1879年，霍尔研究通有电流的导体在磁场中受力，发现在垂直于磁场和电流的方向上产生了电动势。根据霍尔效应，我们可以测量半导体材料的载流子浓度、迁移率、电阻率等重要参数。半导体材料的分类：1、元素半导体：锗、硅、硒、硼等。2、化合物半导体：砷化镓、碳化硅等。3、无定形半导体：氧化物玻璃和非氧化物玻璃。4、有机半导体：萘、蒽、聚丙烯腈等。 半导体材料中的主角：硅材料在50年代，锗材料占主导地位。但是后来硅元素凭借着1、丰富的资源，因为地壳里面元素含量占第二位，仅次于氧元素2、优质的特性，3、完善的工艺：硅的纯度达99.9999999%以及广泛的用途等综合优势而成为了当代电子工业中应用最多的半导体材料。在半导体材料中98%是硅。半导体器件中95%以上是用硅材料制成的。90%以上的大规模集成电路、超大规模集成电路、甚大规模集成电路都是制作在高纯优质的硅抛光片和外延片上的。硅片被称作集成电路的核心材料。硅材料产业的发展和集成电路的发展紧密相关。 砷化镓和磷化铟单晶材料砷化镓和磷化铟是直接带隙材料，具有电子饱和漂移速度高，耐高温，抗辐照等特点。在高速、超高频、低功耗、低噪音器件和电路，特别在光电子器件和光电集成方面独占优势。它主要应用在微电子领域，主要用于无线通讯、光纤通讯、汽车电子等用的微波器。在光电子领域，主要用于电子器件和光电子器件。但是它有两个缺点：1、砷化镓有毒。2、价格昂贵，是硅材料价格的10倍以上。 低维半导体材料低维半导体材料就是人们所说的纳米材料。就是人们能在原子、分子或者纳米的尺度水平上来控制和制造功能强大、性能优越的纳米电子、光电子器件和电路，纳米生物传感器件等。比如说，碳纳米管：抗拉强度是钢的100倍；直径小于6nm时，具有良好的导电性能和传热性能等。可以预料，纳米科学技术的发展和应用不仅将彻底改变人们的生活和生产方式，也必将改变社会政治格局和战争的对抗形式。总结：半导体材料是信息时代数字化生活的“幕后功勋”。在21