关于半导体电化学介绍

[拼音]：bandaoti dianhuaxue

[外文]：semiconductor electrochemistry

研究半导体在电解质溶液中的电化学行为。电化学研究电子导体的电极体系，而半导体电化学则研究半导体即电子和空穴两种载流子的电极体系以及在此体系中电能和化学能的相互转换。它是电化学的一个新兴研究领域。

简史

1839年A. -E.贝可勒尔首先报道半导体－电解质溶液界面有光电效应。1953年W.H.布喇顿和C.G.B.加雷特研究锗－电解质溶液界面的半导体表面结构和两种载流子在不同电极反应中的规律，带动了锗的电化学行为研究的高潮。此后陆续开展了硅、氧化锌、硫化镉、金属间化合物、过渡金属(钼、钨)硫化物等的研究，70年代后期又发展了三元半导体的电化学和太阳能对半导体电化学作用的研究。

特点

在半导体电化学中，如在半导体电极材料中引入少量杂质会使电子结构发生剧烈变化，但对化学性质并不影响。而在金属的电化学中，改变金属则化学性质和电子结构同时变化。半导体电极的自由电荷浓度很低，电场能深入到半导体内部形成空间电荷区。电极反应的速率由电极表面自由载流子的浓度决定，也受光照和自由载流子复合过程的影响。

半导体－电解质溶液界面的双层与金属－电解液界面的双层不同，半导体的自由电荷浓度低，使电极表面形成空间电荷层。双电层的结构、电位分布以及电荷分布见图1、图2、图3。紧密层的厚度仅1埃，而空间电荷层的厚度则在 100埃到几个微米，这由界面电场和电荷的扩散决定。

研究内容

半导体电化学主要研究半导体－电解质溶液的界面结构和特征、半导体电极反应动力学、半导体电极在电解质溶液中的腐蚀、半导体电极的表面侵蚀和修饰、半导体－电解液界面的物理化学和实验技术等。半导体表面的电荷、表面电子的能级及其在电解液中的吸附，以及电极过程动力学等尚需进一步研究。

半导体电化学可用于无线电技术、电子仪器、光电化学电池的研究过程。

参考书目

1. P. J. Holmes，The Electrochemistry of Semicon-ductors， Academic Press， London， New York，1962.