文档介绍：固体物理学论文
半导体材料的综述
摘要:电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的学生:章灵
电阻温度系数的物质称为半导体:室温时电阻率约在1mΩ·cm~1GΩ·cm之间。温度升高时电阻率则减小。半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(***化镓、磷化镓等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝***、镓***磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。半导体还可分为本征半导体和杂质半导体。关键词:半导体的发展;半导体的特性;半导体杂质;能带结构引言
半导体早在十九世纪就最先被英国科学家发现,他发现半导体的电阻随着温度的变化并不同其他一般的金属,半导体的电阻与金属相反它随着温度的升高而减小,随后法国科学家发现了半导体和电解质接触现成的结,在光照下出现了伏特效应,在不到三十年后德国科学家有发现了半导体第三个特性即,半导体的整流效应。
半导体的发现实际上可以追溯到很久以前,1833年,英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。不久,1839年法国的贝克莱
尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特征。1873年,英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体又一个特有的性质。半导体的这四个效应,(霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。在1874年,德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性,在它两端加一个正向电压,它是导通的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第三种特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。

半导体的特性:伏安特性曲线掺杂性,热敏性,光敏性,负电阻率温度特性,整流特性。在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。晶格:晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,称为晶格。共价键结构:相邻的两个原子的一对最外层电子(即价电子)不但各自围绕自身所属的原子核运动,而且出现在相邻原子所属的轨道上,成为共用电子,构成共价键。自由电子的形成:在常温下,少数的价电子由于热运动获得足够的能量,挣脱共价键的束缚变成为自由电子。
空穴:价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。电子电流:在外加电场的作用下,自由电子产生定向移动,形成电
子电流。空穴电流:价电子按一定的方向依次填补空穴(即空穴也产生定向移动),形成空穴电流。本征半导体的电流:电子电流+空穴电流。自由电子和空穴所带电荷极性不同,它们运动方向相反。载流子:运载电荷的粒子称为载流子。导体电