半导体材料的元素位于

半导体材料的元素位于,第1张

半导体材料是由一系列元素组成的,其中包括碳(C)、氮(N)、氧(O)、硅(Si)、磷(P)、硫(S)、砷(As)、硒(Se)、锗(Ge)、锡(Sn)、铜(Cu)、铋(Bi)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、铍(Be)、钒(V)、钴(Co)、钛(Ti)、钙(Ca)、锆(Zr)、铌(Nb)、镁(Mg)、铬(Cr)、钼(Mn)、钽(Ta)、铷(Rb)、锶(Sr)、钇(Y)、铯(Cs)、钆(Gd)、锆(Zn)、铪(Hf)、钼(Hg)、铊(Tl)、铯(Pb)、铋(Bi)、锇(Os)、钌(Ir)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Yb)、铂(Pt)、钯(Au)、铑(Hg)、钐(Tm)、钆(Gd)、铕(Er)、钆(Tb)、铽(Dy)、镝(Ho)、钬(Lu)、锝(Tm)、钆(Yb)、锆(Lu)、钋(Th)、钍(U)、钚(Np)、铀(Pu)、钐(Am)、钫(Cm)、镭(Lr)等。

是Si,硅。

半导体的导电性能比导体差而比绝缘体强。实际上,半导体与导体、绝缘体的区别在不仅在于导电能力的不同,更重要的是半导体具有独特的性能(特性)。

在纯净的半导体中适当地掺入一定种类的极微量的杂质,半导体的导电性能就会成百万倍的增加—-这是半导体最显著、最突出的特性。

硅原子的核外电子第一层有2个电子,第二层有8个电子,达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子,它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。硅晶体中没有明显的自由电子,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。

纯硅的电阻率为214×1000欧姆/厘米,几乎是不导电的。但若掺入百万分之一的硼元素,电阻率就会减小到0.4欧姆/厘米。因此,人们可以给半导体掺入微量的某种特定的杂质元素,精确控制它的导电能力,用以制作各种各样的半导体器件。

以上元素中,除了硅外都不具有这种性质,所以都不能作为半导体的材料。

在元素周期表中金属和非金属的分界处,可以找到半导体材料,如硅、锗、镓等

另外还有半导体的特性:

半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质.它的重要特性表现在以下几个方面:

(1)热敏性 半导体材料的电阻率与温度有密切的关系.温度升高,半导体的电阻率会明显变小.例如纯锗(Ge),温度每升高10度,其电阻率就会减少到原来的一半.

(2)光电特性 很多半导体材料对光十分敏感,无光照时,不易导电;受到光照时,就变的容易导电了.例如,常用的硫化镉半导体光敏电阻,在无光照时电阻高达几十兆欧,受到光照时电阻会减小到几十千欧.半导体受光照后电阻明显变小的现象称为“光导电”.利用光导电特性制作的光电器件还有光电二极管和光电三极管等.

近年来广泛使用着一种半导体发光器件--发光二极管,它通过电流时能够发光,把电能直接转成光能.目前已制作出发黄,绿,红,蓝几色的发光二极管,以及发出不可见光红外线的发光二极管.

另一种常见的光电转换器件是硅光电池,它可以把光能直接转换成电能,是一种方便的而清洁的能源.

(3)搀杂特性 纯净的半导体材料电阻率很高,但掺入极微量的“杂质”元素后,其导电能力会发生极为显著的变化.例如,纯硅的电阻率为214×1000欧姆/厘米,若掺入百万分之一的硼元素,电阻率就会减小到0.4欧姆/厘米.因此,人们可以给半导体掺入微量的某种特定的杂质元素,精确控制它的导电能力,用以制作各种各样的半导体器件.


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