第三代半导体材料有哪些？

碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）。

1、碳化硅（SiC）

碳化硅，化学式SiC，俗称金刚砂，宝石名称钻髓，为硅与碳相键结而成的陶瓷状化合物，碳化硅在大自然以莫桑石这种稀罕的矿物的形式存在。自1893年起碳化硅粉末被大量用作磨料。

2、氮化镓（GaN）

氮化镓是氮和镓的化合物，是一种III族和V族的直接能隙的半导体，自1990年起常用在发光二极管中。

此化合物结构类似纤锌矿，硬度很高。氮化镓的能隙很宽，为3.4电子伏特，可以用在高功率、高速的光电元件中，例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管，可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光的条件下，产生紫光激光。

3、氧化锌（ZnO）

氧化锌是锌的氧化物，难溶于水，可溶于酸和强碱。它是白色固体，故又称锌白。它能通过燃烧锌或焙烧闪锌矿取得。在自然中，氧化锌是矿物红锌矿的主要成分。人造氧化锌有两种制造方法：由纯锌氧化或烘烧锌矿石而成。

4、金刚石

金刚石（diamond），俗称“金刚钻”，它是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。

金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具，也是一种贵重宝石。

5、氮化铝（AlN）

氮化铝是铝的氮化物。纤锌矿状态的氮化铝是一种宽带隙的半导体材料。故也是可应用于深紫外线光电子学的半导体物料。

最新研究显示，在极端条件下人工合成的贵金属氮化物具有一些不寻常的，甚至是独一无二的性质，它们可以用于半导体、超导体和防腐器材。

过渡金属氮化物在理论上和技术上都很重要，因为它们具有很强的硬度和耐久性，而且因为在光学、电子学和磁学上的独特性质，它们在很多方面都很有用。

美国劳伦斯·利沃摩尔国家实验室、华盛顿卡内基研究所、英国原子武器研究所的科学家们利用金刚石砧压腔产生高压、激光产生高温，首次人工合成了贵金属铱的氮化物。贵金属是那些不容易与其它元素形成化合物的元素。结合实验结果和第一性原理模型，科学家们还得到了已知的氮化铂的结构和体积d性模量（反映材料硬度的量）。实验结果证实，由于它们的耐久性和可靠性，它们在半导体工业中很有用。

利沃摩尔实验室化学与材料科学理事Jonathan Crowhurst说：“这个工作扩展了我们对氮化铂和氮化铱的认识，证明了这些氮化物的存在性，并且说明它们奇特的物理性质至少会在大规模合成生产中发挥作用。例如，氮化铂的体积d性模量比已知的超硬立方氮化硼还要大。”

半导体工业中应用的是氮化钛，它具有很高的强度和耐久性，但是新氮化物的耐久性比氮化钛更强。

氮化镓和氮化钾的区别主要有：

1、不同的化学成分：氮化镓是镓元素与氮原子结合而成，而氮化钾是钾元素与氮原子结合而成。

2、不同的物理性质：氮化镓在空气中容易氧化，表面有白银色膜，沉淀条件较为严格；而氮化钾在空气中容易被水解，表面没有明显外壳，沉淀条件比较宽松。

3、不同的应用领域：氮化镓多用于制作抱杆电阻、氧化铝粉、催化剂中；而氮化钾偏用于硝酸和氯酸的反应，同时也可以用于水处理、有机合成等。

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