砷化镓的电阻率和温度的具体关系

半导体电阻率是负温度温度系数的，温度越高电阻率越大或者说电导率越低，电导率的大小和好多因素相关，是一个复杂的东西，要是从物理上考虑多种因素去建模，出来的精确的表达式会很长很复杂，不好搞，还不如用实验数据按照它满足的分布函数去拟合。考虑散射时，半导体低温主要是杂质和缺陷散射，高温是晶格振动散射，金属是正温度系数，因为高温时晶格振动散射加强电阻自然变大，而半导体虽然高温时晶格散射加强，但会产生本征激发导致载流子增多，则总体电导率升高。所以，砷化镓电导率表达式要考虑掺杂种类，杂质浓度，点缺陷位错之类的，掺杂后材料的晶格，晶格散射几率，出来的表达式可太复杂了算了吧。

作者：赵中伟,任鸿九

出版社：中南大学出版社

内容简介

本数据手册是为提取冶金工作者选编的。全书共10部分, 分别收集了包括全部重有色金属、贵金属、稀散金属以及铁、锰、铝、钙、镁、硅、砷，及与能源有关的碳、氢、氧等元素和无机化合物的性质数据。书中前7部分属化学冶金基础, 包括有关物理化学性质、 热力学数据、水溶液中的热力学数据、氧化还原电势数据、元素的氧化态与氧化还原电势的关系以及电位-pH图；第8部分为物理冶金基础——状态图。最后两部分则为与新能源有关的超导和半导体的特性数据, 和太阳能电池材料的光学性能。

全书内容丰富, 取材有一定的新颖性和实用性。本书可作为大、中、职业院校冶金工程专业与环境工程专业师生的工具书, 也可供相关专业的科技人员和管理人员参考。

目录

1 铅锌及其共伴生元素的物理化学性质导论

1.1 铅锌及其共伴生元素在元素周期表中的位置

1.1.1 铅锌及其共伴生元素在元素周期表中的位置

1.1.2 铅锌及其共伴生元素的丰度和克拉克值

1.2 铅锌及其共伴生元素的主要物理化学性质简表

1.3 铅锌及其共伴生元素的物理性质

1.3.1 电子层结构

1.3.2 极化率

1.3.3 熔点、熔化焓、沸点、汽化焓

1.3.4 磁化率

1.3.5 不同温度下的蒸气压

1.3.6 不同温度下的密度、表面张力、黏度

1.3.7 铅锌的放射性同位素

1.4 铅锌及其共伴生元素的化学性质

1.4.1 电离能

1.4.2 粒子半径

1.4.3 电子亲和能

1.4.4 离子势

1.4.5 元素电负性

1.4.6 标准氧化还原电势

2 铅锌及其共伴生元素无机化合物的物理性质

2.1 无机化合物的物理性质简表

2.2 熔化焓、汽化焓

2.3 黏度

2.4 介电常数

2.5 不同温度下无机化合物在纯水中的溶解度

2.6 溶度积

2.7 热导率

2.8 水的各种数据

2.9 空气的热力学数据

2.10 氮的热物理数据

2.11 某些电解质的溶解热焓

2.12 HF、HCl、HBr、HI溶液的摩尔电导率

2.13 酸、碱、盐溶液的活度系数

2.14 部分纯金属和合金的电阻率

2.15 离子晶体的晶格焓和多原子离子的热化学半径

2.16 元素和无机化合物的磁化率

2.17 无机液体的折射率

3 铅锌及其共伴生元素和化合物的标准热力学数据

3.1 美国科学技术数据委员会有关铅锌及其共伴生元素和化合物的部分热力学数据

3.2 有关元素和无机化合物的部分标准热力学数据

4 化学势图及不同温度下的部分热化学数据

4.1 化学势图

4.1.1 氧势图

4.1.2 硫势图

4.1.3 氯化物的△Gθ—T图和氧化物的氯化反应△Gθ一r图

4.1.4 硫化物焙烧反应过程的氧势一硫势图

4.1.5 硫化矿熔炼过程的M—S—O系氧势一硫势图

4.2 不同温度下部分物质的热化学数据

5 水溶液体系的热力学数据

6 水溶液中有关电极反应的标准氧化还原电势

6.1 标准氧化还原电势

6.2 元素的氧化状态与氧化还原电势的关系

7 E—pH图（普巴图）

7.1 铅锌及其共伴生元素与H2O的二元系E—pH图

7.2 某些伴生元素的三元系E—pH图（25℃）

8 状态图

8.1 水的状态图

8.2 碳的状态图

8.3 纯金属的晶体结构

8.4 同素异构转变

8.5 纯金属的状态图

8.6 二元系状态图概况

8.7 铜合金的状态图（二元系、三元系及四元系）

8.8 铅合金的状态图（二元系）

8.9 锌合金、铁合金以及镍合金等的状态图

8.10 锍系和渣系的状态图

8.11 碱法炼铅系统的状态图

（PbS—Na2S—Na2S04一NaOH系）

9 超导和半导体的特性数据

9.1 超导（Superconductivity）

9.1.1 超导体的基本性质

9.1.2 BCS理论

9.1.3 部分元素和超导体的超导特性和Te值

9.2 半导体（Semiconductor）

9.2.1 材料的电学性能

9.2.2 原子在半导体中的扩散数据

10 太阳能电池材料的光学性能

10.1 新能源和太阳能的直接应用

10.2 光电转换材料的工作原理

10.3 太阳能电池发展的三次技术革新浪潮

10.4 单晶硅电池的光学性能

10.5 太阳能薄膜电池的光学性能

主要参考文献

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化合物半导体探测器是六十年代快速发展的新型核辐射探测器件之一。室温化合物半导体探测器是区别于P-N结型探测器、锂漂移型探测器、高纯锗核探测器等的一种特殊类型半导体核探测器。

室温核辐射探测的化合物半导体材料应当具备以下的特征：

(1)组成材料的元素应具有较高的原子序数，以此确保该材料对γ射线较高的阻止本领，以保证其具有较高的探测效率；

(2)材料应具有较大的禁带宽度，一般大于1.5eV，以保证探测器工作在室温时有较低的漏电流和较高的电阻率；

(3)材料应具有良好的工艺性能，较容易制得高纯度、低晶格缺陷的单晶体。此外材料应具有优良的机械性能和化学稳定性，以便于进行机械加工，容易制成欧姆接触或势垒接触；

(4)材料应具有优异的物理性能，可以耐较高的反向偏压(反向偏压能达到几百伏)，反向漏电流尽可能小，载流子的迁移率-寿命积要大，以确保探测器具有较小的热噪声和良好的能量分辨率。

室温核辐射半导体探测器是以大尺寸的高质量的化合物半导体晶体材料(碘化汞、锑化铝、碲化镉、碲锌镉、碘化铅、砷化镓、硒化镉等)的研制为主体，涉及到材料制备、器件设计和器件制备等关键技术。1967年，Prince和Polishuk第一次列出了碲化镉、磷化镓和硒化镉三种可以制作室温核探测材料的材料。20世纪70年代初美国开始对碘化汞展开了研究，碘化汞晶体具有较高的禁带宽度和电阻率，但是其化学稳定性较差，且常温下容易挥发潮解，制成的探测器必须进行严格的密封处理。与此同时，1977年，Armantrout等人通过对比几种最有前途的室温半导体核探测材料，最有希望的是锑化铝材料，但是该材料的单晶极难生长且极易潮解。Eberhardt等人利用液相外延生长技术得到了高完整性能砷化镓单晶，最先成功制造出有较好能量分辨率的伽马射线探测器，但是由于其原子序数较低，对于高能射线的阻止本领和探测效率都较低，发展受到了限制。但是碲化镉探测器的优点在于有较大的原子序数，对伽马射线有较高的阻止本领，探测效率较高，但有较大的热激发产生的漏电流，能量分辨率

低且有极化效应。由于碲化镉晶体的上述缺点，人们在碲化镉晶体中掺入锌，使其带宽增加，而发展成了一种新的材料。碲锌镉材料用于常温半导体探测器最早可追溯到1967年，但直到20世纪90年代初，生产工艺的提高才得以大大改善了碲锌镉晶体的特性，研究得到了实质性进展。随着锌含量的不同，禁带宽度由近红外至绿光波段连续变化，且无极化现象。但是碲锌镉存在两个主要缺点：能量分辨率不高；由于生长工艺的复杂性，高质量大尺寸的碲锌镉很难获得。

用于制作核辐射探测器的材料还有碲化锌、硫化铯、碘化铟、硒化稼等化合物半导体材料，人们对这些材料及其探测器还没有进行深入的研究。

现今，国内四川大学、清华大学、上海大学、兰州大学、重庆大学、西北工业大学、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、中国原子能科学研究院核技术应用研究所、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所以及燕山大学(与美国伊利诺伊大学合作)等单位开始在国家自然科学基金或其他课题资助下进行了一系列化合物半导体单晶(如碘化铅、碘化汞、碲锌镉、氮化镓、碘化铟等)的生长、性能和核探测器应用的研究工作。

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