急求资料！！关于氧化锌的半导体材料！！

半导体材料：氧化锌半导瓷 化学式：ZnO 基本概况：ZnO(氧化锌)是一种新型的化合物半导体材料Ⅱ一Ⅵ宽禁带(E =3．37eV)。在常温常压下其是一种非常典型的直接宽禁半导体材料，稳定相是六方纤锌矿结构，其禁带宽度所对应紫外光波长，有希望能够开发出蓝绿光、蓝光、紫外光等等多种发光器件。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。 晶体数据：针状体根部直径 (µm) 0.1～10 比热 (J/g·k) 5.52 耐热性能 (℃) 1720(升华） 真实密度 (g/cm3) 5.8 表观密度 (g/cm3) 0.01～0.5 粉体电阻率 (Ω·cm) 104～109 介电常数 (实部) 4.5～30 介电常数 (虚部) 20～135 拉伸强度 (MPa) 1.2×104 d性模量 (MPa) 3.5×105 热膨胀率 (％/℃) 4×106 氧化锌空间结构 电镜下的氧化锌半导体材料 制备方法：纯氧化锌是煅烧锌矿石或在空气中燃烧锌条而得。氧化锌结晶是六角晶系，晶格常数α=3.25×10-10m，c=5.20×10-10m。室温下满足化学计量比关系的氧化锌晶体或多晶体中导电载流子极少，具有绝缘体的性能。在空气中经高温处理后，将会因氧的过剩或不足而成为偏离化学计量比关系的不完整晶体，即含有氧缺位或氧填隙锌的非化学计量比结晶，使自由电子或空穴大大增多，氧化锌由白色绝缘体变成青黑色半导体。当在氧化锌中加入适量的其他氧化物或盐类,如Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、MnO、Cr2O3、Al2O3或Al(NO3)2等作为添加剂，按一般的陶瓷工艺成型烧结，可以制得氧化锌半导瓷。理论模型:六方纤锌矿结构是理想的氧化锌，对称性C6v-4、属于P63mc空间群，品格常数C=O．521 nm，Y=120 ，a=b=O．325 nm，α=β= 90。。其中c／a较理想的六角柱紧堆积结构的1．633稍小为1．602。其它方向的氧ZnO键长为O．197 nm，只有c轴方向为0．199 nm，其晶胞由锌的六角密堆积与氧的六角密堆积反向套够而成。本文所有的及孙模型都是以超晶胞为基础的模型。我们可以看出，在氧化锌中的配位体是一个三角锥，锥顶原子和中心原子的键长与锥面三个原子的键长相比要稍大，其棱长小于底面边长。所以，ZnO 四面体为晶体中02-一配位多面体，O2-与Zn 配位情况基本相同。 计算结果：利用实验晶格参数对理想的ZnO晶体的电子结构进行了计算。其中包括总体态密度，能带结构，分波态密度。图3，图4，图5为计算结果。用其他理论方法计算的结果与本文计算结果相符合。我们可以从图3，图4，图5中看出，基本上，ZnO的价带可分为两个区域，分别是-4．0～0 eV的上价带区以及一6．0～L4．0 eV的下价带。很显然，ZnO下价带区则主要是Zn3d态贡献的，而上价带区则主要是由02p态形成的。在一18 eV处由02s态贡献的价带部分，与其他两个价带由于之间的相互作用相对较弱，本文不做相关讨论。对于主要来源干Zn4s态贡献的导带部分，从Zn4s态到02p态电子具有明显的跃迁过程，氧位置处的局域态密度的引力中心受到影响向低能级方向移动，这就表明了，理想ZnO是一个共价键较弱，离子性较强的混合键金属氧化物半导体材料。组成：这种半导瓷由半导电的氧化锌晶粒及添加剂成分构成的晶粒间层所组成，其理想结构模型如图。由于每一个氧化锌晶粒和晶粒间层之间都能形成一个接触区，具有一般半导体接触的单向导电性，所以两个晶粒间存在两个相反位置的整流结，一块氧化锌半导瓷片是大量相反放置的整流结组的堆积。 图6：氧化锌半导瓷空间结构氧化锌半导瓷的伏安特性：当外加电压于这种材料时，低电压下，由于反偏整流结的阻挡作用，材料呈高阻状态，具有绝缘性能。当电压高达一定值时，整流结发生击穿，材料电阻率迅速下降，成为导电材料，可以通过相当大密度的电流。图7：氧化锌半导体瓷的伏安特性 作用：氧化锌半导瓷的非线性电压电流关系。利用这种对称的非线性伏安特性可以制成各种电压限幅器、能量吸收装置等，如电力系统的过电压保护装置，特别是由于这类材料低电压下的电阻率高，因而在长期工作电压下漏电流小、发热小，可以做成不带火花间隙的高压避雷器；而高电压下电阻低、残压小，能把过电压限制在更低的水平上，使电网和电工设备的绝缘水平有可能降低，特别是在超高压电网，这一点更为重要。拓展：稀磁半导体材料（Diluted magnetic semiconductors，DMS）稀释磁性半导体简称稀磁半导体(Diluted Magneticsemi Conductors,DMS),是利用3d族过渡金属或4f族稀土金属的磁性离子替代Ⅱ2Ⅵ族、Ⅳ2Ⅵ族、Ⅱ2Ⅴ族或Ⅲ2Ⅴ族等化合物半导体中的部分非磁性阳离子而形成的新型半导体材料,又可称为半磁半导体(Semi Magnetic Semi Conductors,SMSC)材料或半导体自旋电子材料。之所以称为稀磁半导体是由于相对于普通的磁性材料,其磁性元素的含量较少。这类材料由于阳离子替代而存在局域磁性顺磁离子,具有很强的局域自旋磁矩。局域顺磁离子与迁移载流子(电子或空穴)之间的自旋2自旋相互作用结果产生一种新的交换相互作用,使得稀磁半导体具有很多与普通半导体截然不同的特殊性质,如磁性、显著的磁光效应和磁输运性质。稀磁半导体能利用电子的电荷特性和自旋特性,即兼具半导体材料和磁性材料的双重特性。它将半导体的信息处理与磁性材料的信息存储功能、半导体材料的优点和磁性材料的非易失性两者融合在一起,这种材料研制成功将是材料领域的革命性进展。同时,稀磁半导体在磁性物理学和半导体物理学之间架起了一道桥梁。ZnO作为一种宽带隙半导体,激子束缚能较高(60meV),具有温度稳定性好、光透过率高、化学性能稳定,原料丰富易得、价格低廉等优点,并且过渡金属离子易于掺杂,可制备性能良好的稀磁半导体,因而成为目前稀磁半导体材料的研究热点。 国内研究以及原理：近年来，由于1i掺杂的Zn()材料可能同时具有铁电性和铁磁性，国内很多研究者都对它进行了研究。南京大学的宋海岸等制备了Ni、I』i共掺的ZnO薄膜，发现由于Li掺杂引入了空穴，使铁磁性减弱 ]。北京航空航天大学的李建军等制备了I Co共掺的ZnO纳米颗粒，实验发现，当掺杂浓度少于9 时体系的铁磁性会增强，其原因是掺入后形成了填隙原子，电子浓度明显增加，使得束缚磁极子浓度增加，且磁极子之间容易发生重叠，最终导致铁磁耦合作用增强。武汉大学的C W Zou等制备了Mn、Li共掺杂的ZnO薄膜，研究了不同Mn掺杂浓度的ZnO样品。但这些研究中对Li、Mn共掺杂ZnO陶瓷的磁性研究并不常见。 应用现状与前景展望(1)改变组分获得所需的光谱效应通过改变磁性离子的浓度可得到所需要的带隙,从而获得相应的光谱效应。由于其响应波长可覆盖从紫外线到远红外线的宽范围波段,这种DMS是制备光电器件、光探测器和磁光器件的理想材料。在Ⅲ2Ⅴ族宽带隙稀磁半导体GaN中掺入不同的稀土磁性元素可发出从可见光到红外的不同波长的光,加上GaN本身可发紫外光,因此掺稀土GaN材料可发出从紫外到红外波段的光,如在GaN中掺Er可发绿光,而掺Pr可发红光等。1994年Wilson等[24]在掺Er的GaN薄膜中首次观察到1.54μm的红外光荧光。1998年Steckl等采用Er原位掺杂方法首次获得绿光发射[25],掺Er的GaN的另一个重要特性是其温度猝灭效应很弱,这对于制备室温发光器件非常重要。后来红光和蓝光器件相继研制成功,这些都可以作为光通信和光电集成的光源。(2)sp2d交换作用的应用利用DMS的巨法拉第旋转效应可制备非倒易光学器件,也可用于制备光调谐器、光开关和传感器件。DMS的磁光效应为光电子技术开辟了新的途径。利用其磁性离子和截流子自旋交换作用(sp2d作用)所引起的巨g因子效应,可制备一系列具有特殊性质的稀磁半导体超晶格和量子阱器件。这种量子阱和超晶格不仅具有普通量子阱和超晶格的电学、光学性质,而且还具有稀磁半导体的磁效应,因此器件具有很多潜在的应用价值。利用磁性和半导体性实现自旋的注入与输运,可造出新型的自旋电子器件,如自旋过滤器和自旋电子基发光二极管等。(3)深入研究自旋电子学,推动DMS的实用化自旋电子学是目前固体物理和电子学中的一个热点,其核心内容是利用和控制固体,尤其是半导体中的自旋自由度。近年来以稀磁半导体为代表的自旋电子学的研究相当活跃,各国科研机构和各大公司都投入了巨大财力和人力从事此领域的研究。利用具有磁性或自旋相关性质的DMS基材料可制出一类新型器件———既利用电子、空穴的电荷也利用它们的自旋。这些新材料和人造纳米结构,包括异质结构(HS)、量子阱(QW)和颗粒结构一直是一些新型功能的“沃土”———与自旋相关的输运、磁阻效应和磁光效应。自旋电子学可用于计算机的硬驱动,在计算机存储器中极具潜力。在高密度非易失性存储器、磁感应器和半导体电路的集成电路、光隔离器件和半导体激光器集成电路以及量子计算机等领域,DMS材料均有重大的潜在应用。但上述以稀磁半导体为基础的自旋电子器件的研制尚处于起步阶段,距实用化还有很长的路程。自旋电子学与自旋电子学器件研究的深入,将加深DMS机理的研究和理论的探索,推动DMS的实用化过程。(4)室温DMS的研究为了应用方便,需要开发高居里温度(Tc)的DMS材料(高于室温)。室温下具有磁性为磁性半导体的应用提供了可能。扩展更多的掺杂磁性元素或生长更多种类材料来提高DMS材料的居里温度是当前的首要问题。近来Hori等成功掺入5%Mn在GaN中,获得了高于室温的Tc报道表明(Zn,Co)O的居里温度可达到290～380K[26]。Dietl等[6]采用Zener模型对闪锌矿结构的磁半导体计算表明,GaMnN和ZnMnO具有高达室温的居里温度,该计算结果对实验研究提供了很好的理论依据。但是,如何将磁性和半导体属性有机地结合起来仍然是值得进一步研究的问题。

1、半导体式气体传感器 它是利用一些金属氧化物半导体材料,在一定温度下,电导率随着环境气体成份的变化而变化的原理制造的.比如,酒精传感器,就是利用二氧化锡在高温下遇到酒精气体时,电阻会急剧减小的原理制备的. 半导体式气体传感器可以有效地用于：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多气体地检测.尤其是,这种传感器成本低廉,适宜于民用气体检测的需求. 下列几种半导体式气体传感器是成功的：甲烷（天然气、沼气）、酒精、一氧化碳（城市煤气）、硫化氢、氨气（包括胺类,肼类）.高质量的传感器可以满足工业检测的需要. 缺点：稳定性较差,受环境影响较大；尤其,每一种传感器的选择性都不是唯一的,输出参数也不能确定.因此,不宜应用于计量准确要求的场所. 目前这种传感器的主要供应商在日本（发明者）,其次是中国,最近有新加入了韩国,其他国家如美国在这方面也有相当的工作,但是始终没有汇入主流!中国在这个领域投入的人力和时间都不亚于日本,但是由于多年来国家政策导向以及社会信息闭塞等原因,我国流行于市场的半导体式气体传感器性能质量都远逊于日本产品,相信,随着市场进步,民营资本的进一步兴起,中国产的半导体式气体传感器达到和超越日本水平已经指日可待 2、催化燃烧式气体传感器 这种传感器是在白金电阻的表面制备耐高温的催化剂层,在一定的温度下,可燃性气体在其表面催化燃烧,燃烧是白金电阻温度升高,电阻变化,变化值是可燃性气体浓度的函数. 催化燃烧式气体传感器选择性地检测可燃性气体：凡是可以燃烧的,都能够检测；凡是不能燃烧的,传感器都没有任何响应.当然,凡是可以燃烧的,都能够检测这一句有很多例外,但是,总的来讲,上述选择性是成立的. 催化燃烧式气体传感器计量准确,响应快速,寿命较长.传感器的输出与环境的爆炸危险直接相关,在安全检测领域是一类主导地位的传感器. 缺点：在可燃性气体范围内,无选择性.暗火工作,有引燃爆炸的危险.大部分元素有机蒸汽对传感器都有中毒作用. 目前这种传感器的主要供应商在中国、日本、英国（发明国）!目前中国是这种传感器的最大用户（煤矿）,也拥有最佳的传感器生产技术,尽管不断有各种各样的代理商在宣传上干扰社会对这种传感器的认识,但是毕竟,催化燃烧式气体传感器的主流制造商在国内. 3、热导池式气体传感器 每一种气体,都有自己特定的热导率,当两个和多个气体的热导率差别较大时,可以利用热导元件,分辨其中一个组分的含量.这种传感器已经传感器地用于氢气的检测、二氧化碳的检测、高浓度甲烷的检测. 这种气体传感器可应用范围较窄,限制因素较多. 这是一种老式产品,全世界各地都有制造商.产品质量全世界大同小异. 4、电化学式气体传感器 它相当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性,可以被电化学氧化或者还原.利用这些反应,可以分辨气体成份、检测气体浓度.电化学气体传感器分很多子类： （1）、原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器）,他们的原理行同我们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极替代了.以氧气传感器为例,氧在阴极被还原,电子通过电流表流到阳极,在那里铅金属被氧化.电流的大小与氧气的浓度直接相关.这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫、氯气等. （2）、恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反应是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析的传感器.这种传感器已经成功地用于：一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中,是目前有毒有害气体检测的主流传感器. （3）、浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧,会自发形成浓差电动势,电动势的大小与气体的浓度有关,这种传感器的成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器. （4）、极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧（气）浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测. 目前这种传感器的主要供应商遍布全世界,主要在德国、日本、美国,最近新加入几个欧洲供应商：英国、瑞士等.中国在这个领域起步很早,但是产业化进程效果不佳. 5、红外线气体传感器 大部分的气体在中红外区都有特征吸收峰,检测特征吸收峰位置的吸收情况,就可以确定某气体的浓度. 这种传感器过去都是大型的分析仪器,但是近些年,随着以MEMS技术为基础的传感器工业的发展,这种传感器的体积已经由10升,45公斤的巨无霸,减小到2毫升（拇指大小）左右.使用无需调制光源的红外探测器使得仪器完全没有机械运动部件,完全实现免维护化. 红外线气体传感器可以有效地分辨气体的种类,准确测定气体浓度. 这种传感器成功的用于：二氧化碳、甲烷的检测. 目前这种“传感器”的供应商在欧洲!中国在这一领域目前是“半”空白! 6、磁性氧气传感器 这是磁性氧气分析仪的核心,但是目前也已经实现了“传感器化”进程. 它是利用空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理制备的. 这种传感器只能用于氧气的检测,选择性极好.大气环境中只有氮氧化物能够产生微小的影响,但是由于这些干扰气体的含量往往很少,所以,磁氧分析技术的选择性几乎是唯一的! 老牌工业产品,全世界各地都有制造商.（当然我说的是作为一次仪表的氧气分析仪,它在一定范围内可以被看作传感器.而以纯粹传感器形式生产的这种产品,是最近的事情.） 7、其他 近年来,随着新技术的不断涌现,气体传感器技术也在不断发生着相应的革命.气体传感器的种类也在随着增添新丁. 但是,有些传感器是否应该列在气体传感器名下颇有争议,比如：PID检测器,尽管也是用于气体的检测,尽管体积一样小巧,但是,由于不能真正实现免维护化,因此,这种装备,无论体积有多小,都应该列在“检测仪器”的名下. 8.检测仪中的0-100% LEL与0-n PPM （1）“LEL"是指爆炸下限. 可燃气体在空气中遇明火种爆炸的最低浓度,称为爆炸下限—简称%LEL.英文：Lower Explosion Limited. 可燃气体在空气中遇明火种爆炸的最高浓度,称为爆炸上限—简称%UEL.英文：Upper Explosion Limited. 那么什么是爆炸下限? 可燃性气体的浓度过低或过高它是没有危险的,它只有与空气混合形成混合气或更确切地说遇到氧气形成一定比例的混合气才会发生燃烧或爆炸.燃烧是伴有发光发热的激烈氧化反应,它必须具备三个要素：a、可燃物（燃气）；b、助燃物（氧气）；c、点火源（温度）.可燃气的燃烧可以分为两类,一类是扩散燃烧,即挥发的或从设备中喷出、泄漏的可燃气,遇到点火源混合燃烧.另一类燃烧,是可燃气与空气混合着火燃烧,这种燃烧反应激烈而速度快,一般会产生巨大的压力和声响,又称之为爆炸.燃烧与爆炸没有严格的区分. 有关权威部门和专家已经对目前发现的可燃气作了燃烧爆炸分析,制定出了可燃性气体的爆炸极限,它分为爆炸上限（英文upper explode limit的简写UEL）和爆炸下限（英文lower explode limit的简写LEL）.低于爆炸下限,混合气中的可燃气的含量不足,不能引起燃烧或爆炸,高于上限混合气中的氧气的含量不足,也不能引起燃烧或爆炸.另外,可燃气的燃烧与爆炸还与气体的压力、温度、点火能量等因素有关.爆炸极限一般用体积百分比浓度表示. 爆炸极限是爆炸下限、爆炸上限的总称,可燃气体在空气中的浓度只有在爆炸下限、爆炸上限之间才会发生爆炸.低于爆炸下限或高于爆炸上限都不会发生爆炸.因此,在进行爆炸测量时,报警浓度一般设定在爆炸下限的25%LEL以下. 各种可燃气体检测仪的测量范围为0-100%LEL. 固定式可燃气体检测仪的通常设有二个报警点（与报警主机的型号有关）：10%LEL为一级报警,25%LEL为二级报警. 便携式可燃气体检测仪的通常设有一个报警点：25%LEL为报警点. 举例说明,甲烷的爆炸下限为5%体积比,那也就是说,把这个5%体积比,一百等分,让5%体积比对应100%LEL,也就是说,当检测仪数值到达10%LEL报警点时,相当于此时甲烷的含量为0.5%体积比.当检测仪数值到达25%LEL报警点时,相当于此时甲烷的含量为1.25%体积比. 所以,您不必担心报警后是不是随时有危险了,此时是在提示您,要马上采取相应的措施啦,比如开启排气扇或是切断一些阀门等,离真正有可能出现危险的爆炸下限还有很大一段差距,这样才会起到报警提示的作用. （2）ppm是体积比浓度：Parts per million . ppm是溶液浓度（溶质质量分数）的一种表示方法,ppm表示百万分之一. 对于溶液：即1升水溶液中有1/1000毫升的溶质,则其浓度（溶质质量分数）为1ppm. 对于气体：对环境大气（空气）中污染物浓度的表示方法之一. 体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数,即ppm 大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度（ppm）.而按我国规定,特别是环保部门,则要求气体浓度以质量浓度的单位（如：mg/m3）表示,我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位（如：mg/m??）表示. 技术参数： 标准配置10.6eV PID灯 检测精度:0.1ppb0.1ppm或0.1mg/m3 测量范围:1~999ppb 0.1-10000ppm or mg/m3 显示单位:ppm ppb mg/m3 本质安全认证:BASEEFA *** 作容易便携式 探测约250+种气体 寻找泄漏源 周边监控 暴露水平TWASTEL 存储20000个数据 声光报警 通过红外端口下载和接收 强大的电脑软件每一份产品,每一份放心”我们的庄严承诺!“服务于安全!服务于健康!”是我们的目标!我们将给您的员工提供国际一流的安全保护 . 安全绳

mos是指半导体金属氧化物。

mos详细解释：Metal - Oxide - Silicon，金属 - 氧化硅 - 硅。

金属氧化物半导体因其独特的理化性能在众多的气敏材料中脱颖而出，在气敏传感过程中展现了更加宽广的气体浓度检测范围、更低的检测极限以及在高温和恶劣环境中更好的稳定性等优势，从而受到广泛的运用和研究。

半导体性能金属氧化物：

金属氧化物，特别是具有半导体性能的金属氧化物是氧化-还原型反应的有效催化剂。工业催化剂通常含有一个以上的金属氧化物组分，称为复合金属氧化物催化剂。

一般而言，其中至少有一种是过渡金属氧化物，各组分之间形成分子级混合，发生相互作用，调 节催化剂的电性能和表面酸性，提高催化活 性和选择性。

金属氧化物的分解产物有两种情况：

分解生成金属单质和氧气 这类反应的总规律是金属越活泼，形成的氧化物越稳定，越难分解反之则易分解。受热能分解的只有不活泼金属形成的氧化物，如氧化汞、氧化银等还有部分金属氧化物熔融状态时通电分解。

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