砷和锗组成半导体叫什么半导体

砷和锗组成半导体叫什么半导体,第1张

半导体采用的元素材料一般为外层电子数为4的元素(如硅和锗),这些元素的原子的导电性不稳定,外层电子很容易离开原子核的引力范围,成为自由电子,同时在原子内部留下呈现正电性的原子结构。

如果在硅基体中掺入少量的价电子数为3的元素(如硼),当硼和硅形成共价键的时候,因为硼的外层电子不足以完全填补硅原子的空轨道,必然要吸收一个多余的自由电子来成键,于是在半导体内部形成一个“空壳”,这个空壳呈现出正电性。硅和硼的这种混合物被称为P型半导体(Positive Semiconduct)。

如果硅基体中掺入少量的价电子数为5的元素(如磷),当磷和硅形成共价键的时候,因为磷的外层电子在完全填补硅原子的空轨道还有富余,必然会脱离原子核成为自由电子,于是在半导体内部呈现出负电性。硅和磷的这种混合物被称为N型半导体(Negative Semiconduct)。

P型和N型半导体是二极管和三极管制作的基础。

砷作为外层电子数为5的元素,它和锗的组合将会产生N型半导体。但是考虑到原料成本因素,通常半导体工业都会选择磷而非砷作为N型半导体的制作原料。

大多数类金属都可以。比较常见的有硅(Si)、锗(Ge)、镓(Ga)等。其中硅和锗一般使用其单质,而镓则使用其砷化物砷化镓(GaAs)作为半导体材料。砷化镓是一种重要的半导体材料。属Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体。属闪锌矿型晶格结构,禁带宽度是1.4电子伏。不过砷化镓也有不足之处,即其热稳定性不好,高温分解,限制了其普及运用。

目前,金属砷主要作为合金材料应用到铜和铅的合金中。此外,砷也被当作掺杂材料应用到一些半导体材料,如N型半导体材料等。而随着人们健康和环保意识的增强,砷在杀虫剂、除草剂、木材防腐剂、农药等方面的用量正在逐渐降低。

譬如,因为砷具有半金属性,因而也被用作合金材料。例如,在铅中加入2%的砷构成的砷铅合金在军事工业中用以制造子d头、军用毒药和烟火。在铜中添加0.15%-0.5%的砷制成的砷铜合金可以显著降低铜的导热性和导电性,提高含氧铜的加工塑性,常用于生产火车燃烧室的支撑螺旋杆及高温还原气氛中的零部件。


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