半导体的全部类型有哪些?

半导体的全部类型有哪些?,第1张

半导体的全部类型有硅、锗、硒等,以硅、锗应用最广。

常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化镓、磷化镓、磷化铟等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等)、 Ⅳ-Ⅵ族(如硫化铅、硒化铅等) 、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化硅)化合物。

半导体

在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用,如二极管就是采用半导体制作的器件。

无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。

一般情况下是用电解的方法,还有这种方法

自地球上出现生命以来,就万物生长靠太阳。光合作用是绿色植物和藻类植物在可见光作用下将二氧化碳和水转化成碳水化合物的过程。人类赖以生存的能源和材料都直接地和间接地来自光合作用。石油、煤、天然气等化石燃料就是自然界留给我们的光合作用的产物。 由于世界的飞速发展,大自然留给我们的能源越来越短缺,这就激发了各国的科学家对光合作用及其模拟的研究,只能从能源上考虑,光解水制造氢是太阳能光化学转化与储存的最好途径。因为氢燃烧后只生成水,不污染环境,是便于储存和运输的可再生能源。 如果把太阳能先转化为电能,则光解水制氢可以通过电化学过程来实现。绿色植物的光合作用就是通过叶绿素吸收太阳光,把光能转化为电能借助电子转移过程将水分解的。从太阳能利用角度看,光解水制氢过程主要是利用太阳能而不是它的热能,也就是说,光解水过程中首先应考虑尽可能的利用阳光辐射中的紫外光和可见光部分,据此,太阳能分解水制氢可以通过三种途径来进行。 一、光电化学池:即通过光阳板吸收太阳能并将光能转化为电能。光阳板通常为光半导体材料,受光激发可以产生电子——空穴对,光阳极和对极(阴极)组成光电化学池,在电解质存在下光阳极吸光后在半导体带上产生的电子通过外电路流向对极,水中的质子从对极上接受电子产生氢气。 二、光助络合催化:即人工模拟光合作用分解水的过程。在绿色植物中,吸光物质是一种结构为镁卟啉的光敏络合物,传递电子通过醌类。具有镁卟啉结构的叶绿素分子通过吸收680mm可见光诱发电荷分离,使水氧化分解而释氧,与此同时,质醌发生光还原。从分解水的角度而言,在绿色植物光合作用中,首先是应该通过光氧化水放氧储能,然后才是二氧化碳的同化反应。由于氧化放氧通过电荷转移储存了光能,在二氧化碳同化过程中与质子形成碳水化合物中间体只能是一个暗反应。只从太阳能的光化学转化与储存角度考虑,无疑光合作用过程是十分理想的。因为它不但通过光化学反应储存了氢,同时也储存了碳。但对于太阳能分解水制氢,所需要的是氢而不是氧,则不必从结构上和功能上去模拟光合作用的全过程,而只需从原理上去模拟光合作用的吸光,电荷转移,储能和氧化还原反应等基本物理化学过程。 三、半导体催化:即将TiO2或cds等光半导体微粒直接悬浮在水中进行光解水反应。半导体光催化在原理上类似于光电化学池,细小的光半导体颗粒可以被看做是一个个微电极悬浮在水中,它们像太阳极一样在起作用,所不同的是它们之间没有像光电化学池那样被隔开,甚至对级也被设想是在同一粒子上。在半导体微粒上可以担载铂,有人把铂作为阴极来看待,但从铂的作用机制上看更像是催化剂。因为在没有“外电路”只有水作为电解质的情况下,光激发所产生的电子无法像在体系外的导体中一样有序地从“光阳极”流向“阴极”,铂的主要功能是聚集和传递电子促进光还原水放氢反应。和光电化学池比较,半导体光催化分解水放氢的反应大大简化,但通过光激发在同一个半导体微粒上产生的电子---空穴对极易复合。 尽管半导体光催化循环分解水同时放氢放氧未能实现,像络合物催化光解水一样必须在反应体系中加入电子给体或受体分别放氢放氧,但半导体光催化的发展为光催化研究打开了若干新的领域

半导体材料有:

一、元素半导体:

在元素周期表的ⅢA族至IVA族分布着11种具有半导性的元素,其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态;B、Si、Ge、Te具有半导性;Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。

P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解,所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属,半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。

因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。

二、无机化合物半导体:

分二元系、三元系、四元系等。二元系包括:

1、Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。

2、Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb组成,典型的代表为GaAs。它们都具有闪锌矿结构,它们在应用方面仅次于Ge、Si,有很大的发展前途。

3、Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物,是一些重要的光电材料。ZnS、CdTe、HgTe具有闪锌矿结构。

4、Ⅰ-Ⅶ族:Ⅰ族元素Cu、Ag、Au和Ⅶ族元素Cl、Br、I形成的化合物,其中CuBr、CuI具有闪锌矿结构。

5、Ⅴ-Ⅵ族:Ⅴ族元素As、Sb、Bi和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物具有的形式,如Bi2Te3、Bi2Se3、Bi2S3、As2Te3等是重要的温差电材料。

6、第四周期中的B族和过渡族元素Cu、Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,为主要的热敏电阻材料。

7、某些稀土族元素Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm与Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。

三、有机化合物半导体:

已知的有机半导体有几十种,熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等,它们作为半导体尚未得到应用。

四、非晶态与液态半导体:

这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。

半导体材料的特点及优势:

半导体材料是一类具有半导体性能,用来制作半导体器件的电子材料。常用的重要半导体的导电机理是通过电子和空穴这两种载流子来实现的,因此相应的有N型和P型之分。

半导体材料通常具有一定的禁带宽度,其电特性易受外界条件(如光照、温度等)的影响。

不同导电类型的材料是通过掺入特定杂质来制备的。杂质(特别是重金属快扩散杂质和深能级杂质)对材料性能的影响尤大。

因此,半导体材料应具有很高的纯度,这就不仅要求用来生产半导体材料的原材料应具有相当高的纯度,而且还要求超净的生产环境,以期将生产过程的杂质污染减至最小。

半导体材料大部分都是晶体,半导体器件对于材料的晶体完整性有较高的要求。此外,对于材料的各种电学参数的均匀性也有严格的要求。


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