半导体的电导率在什么范围?

半导体的电导率在什么范围?,第1张

半导体通常是指导电率介于导体与绝缘体之间的材料。电导率的范围是:10^(-8)→10³ (西门子/厘米)。

电导率低于10^(-8)西门子/厘米)的材料称为绝缘体。电导率高于10³(西门子/厘米)的材料称为导体。所有的导体都有大量的自由电子。电阻是指导体内阻碍电流流动的能力,电阻率越大,阻碍电流的能力就越强.电导率的倒数就是电阻率。

扩展资料:

半导体的分类:

1、元素半导体

元素半导体是指单一元素构成的半导体,其中对硅、锡的研究比较早。它是由相同元素组成的具有半导体特性的固体材料,容易受到微量杂质和外界条件的影响而发生变化。目前, 只有硅、锗性能好,运用的比较广,硒在电子照明和光电领域中应用。

2、无机合成物半导体:

无机合成物主要是通过单一元素构成半导体材料,当然也有多种元素构成的半导体材料,主要的半导体性质有I族与V、VI、VII族;II族与IV、V、VI、VII族;III族与V、VI族;IV族与IV、VI族;V族与VI族;VI族与VI族的结合化合物,但受到元素的特性和制作方式的影响。

不是所有的化合物都能够符合半导体材料的要求。这一半导体主要运用到高速器件中,InP制造的晶体管的速度比其他材料都高,主要运用到光电集成电路、抗核辐射器件中。

3、有机合成物半导体:

有机化合物是指含分子中含有碳键的化合物,把有机化合物和碳键垂直,叠加的方式能够形成导带,通过化学的添加,能够让其进入到能带,这样可以发生电导率,从而形成有机化合物半导体。这一半导体和以往的半导体相比,具有成本低、溶解性好、材料轻加工容易的特点。

4、非晶态半导体:

它又被叫做无定形半导体或玻璃半导体,属于半导电性的一类材料。它主要是通过改变原子相对位置,改变原有的周期性排列,形成非晶硅。晶态和非晶态主要区别于原子排列是否具有长程序。非晶态半导体的性能控制难,随着技术的发明,非晶态半导体开始使用。

参考资料来源:百度百科-半导体

1、导电机制。金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子,这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流,使金属能够导电。

半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子(即载流子),使半导体导电。

2、金属具有良好的导电性,其电导率在10 s/cm以上。半导体的电导介于金属和绝缘体之间。

扩展资料:

最早的金属导电理论是建立在经典理论基础上的特鲁德一洛伦兹理论。假定在金属中存在有自由电子,它们和理想气体分子一样,服从经典的玻耳兹曼统计,在平衡条件下,虽然它们在不停地运动,但平均速度为零。

有外电场存在时,电子沿电场力方向得到加速度a,从而产生定向运动,电子通过碰撞与组成晶格的离子实现能量交换,而失去定向运动,因此在一定电场强度下, 有一平均漂移速度。

根据经典理论,金属中自由电子对热容量的贡献应与晶格振动的热容量可以相比拟,但是在实验上并没有观察到,这个矛盾在认识到金属中的电子应遵从量子的费米统计规律以后得到了解决。

正是为了解决这个矛盾,结合量子力学的发展,开始系统研 究电子在晶体周期场中的运动,从而逐步建立了能带理论。                         

参考资料来源:百度百科-导电性  

一:经典自由电子理论

金属电子被束缚能较低,可以在金属中自由移动。所以加了电压就可以导电。   而半导体是以共价键形式存在,原子核对最外层电子的束缚较强,所以电子不可以随意移动。但是由于半导体是体材料,所以有好多的原子就在一起,那么他们的电子壳层就交叠在一起了。如图,那么电子就可以在这些交叠的轨道上运动了,于是也可以导电。

二:量子自由电子理论

这其实半导体和金属都是运用薛定谔的方程,再根据边界条件的值求解能量表达。他们的共同点是大都在纳米量级下才能观察到能量的量子化效应。比方说,普通金属在体材料即大块的时刻,有良好的导电导热性能,但是在纳米颗粒情况下就会绝缘。    半导体的量子化可以有量子阱,量子线,量子点等。这些情况下其能级发生分离,不再是连续的。

三:能带理论

这也是区别半导体和金属的比较易理解的方式。首先晶体中电子的分布要满足一定的波函数,而波函数也随这晶格周期性的变化。最终得到电子的分布空间是一些带。带和带之间时禁带,即不能存在电子。晶体能够导电是其中的电子在外电场的作用下做定向运动。电子在外电场下做加速运动,于是电子的能量就发生改变。从而电子从能量较低的带跃迁到高的带。半导体,就是能量较低的带里全部填充电子,能量高的带没有电子,因为满所以就好比大家在一起挤着不能动,那么就没有电流。但是有了外力,电子就跃迁,满的地方就空出位置,从而让旁边的电子移动,从而形成电流。金属的较高地方也有电子那么较高的能带上就有电子有空位(空穴),所以何时都能导电。


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