什么是锗硅

锗硅锗硅固溶体 由锗和硅两种元素形成的溶解度无限的替位固溶体。又称锗硅合金。分为无定形、结晶型和超晶格3种。无定形锗硅固溶体主要用作太阳电池，其转换效率已达14.4％（理论值为20％）。结晶形锗硅固溶体分为单晶和多晶，主要用作温差电材料、红外和核辐射探测器材料。用作温差电材料的锗硅固溶体是一种高温材料，热端温度可达1000～1100℃，具有效率高（可达10％）、强度大、热稳定性好、抗辐射、重量轻等优点，常用于航天系统的温差发电器。超晶格是一种新型材料。它是由两种不同半导体薄层交替排列组成的周期列阵，通过在晶体衬底上一层叠一层地生长出两种不同半导体材料薄膜获得。可用作半导体光电子材料，如制作d道晶体管和高电子迁移率晶体管、光电导探测器、集成光电子器件等。(图为用锗硅固溶体制作的半导体光电子元器件)

决定半导体材料的基本物理特性，即原子或离子的长程有序的周期性排列。按空间点阵学说，晶体的内在结构可概括为一些相同点在空间有规则地作周期性的无限分布。点子的总体称为点阵，通过点阵的结点可作许多平行的直线组和平行的晶面组。这样，点阵就成网格，称为晶格。由于晶格的周期性，可取一个以格点为顶点、边长等于该方向上的周期的六面体作为重复单元，来概括晶格的特征。固体物理学取最小的重复单元，格点只在顶角上。这样的重复单元只反映晶体结构的周期性，称为原胞。结晶学取较大的重复单元，格点不仅在顶角上，还可在体心和面心上，这样的重复单元既反映晶格的周期性，也反映了晶体的对称性。

常见的半导体的晶体结构有金刚石型、闪锌矿型、纤锌矿型和氯化钠型4种，如图和表所示。在三元化合物半导体中有部分呈黄铜矿型结构，金刚石型、闪锌矿型和氯化钠型结构可看成是由两套面心立方格子套构而成。不同的是，金刚石型和闪锌矿型是两套格子沿体

对角线的1/4方向套构，而氯化钠型则是沿1/2[100]方向套构金刚石晶格中所有原子同种，而闪锌矿和氯化钠晶格中有两种原子闪锌矿型各晶面的原子排布总数目与金刚石型相同，但在同一晶面或同一晶向上，两种原子的排布却不相同。纤锌矿型属六方晶系，其中硫原子呈六方密堆集，而锌原子则占据四面体间隙的一半，与闪锌矿相似，它们的每一个原子场处于异种原子构成的正四面体中心。但闪锌矿结构中，次近邻异种原子层的原子位置彼此错开60°，而在纤锌矿型中，则是上下相对的。采取这种方式使次近邻异种原子的距离更近，会增强正负离子的相互吸引作用，因此，纤锌矿型多出现于两种原子间负电性差大、化学键中离子键成分高的二元化合物中。

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