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文档介绍

文档介绍:珀尔帖效应
:1821年,德国物理学家塞贝克发现,在两种不同的金属所组成 的闭合回路中,当两接触处的温度不同时,回路中会产生一个 电势,此所谓“塞贝克效 应”。塞贝克后来还对一些金属材料做出了测量,并对35种金属排成一个序列(即Bi-Ni递到较冷的物体,但不可能自发地从 较冷的物体传递到较热的物体;
开尔文-普朗克表述不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他 影响。
熵表述 随时间进行,一个孤立体系中的熵总是不会减少。
N型半导
体也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓
度的杂质半导体
在纯净的硅晶体中掺入V族元素(如磷、***、锑等),使之取代 晶格中硅原子的位 置,就形成了 N型半导体。这类杂质提供了带负电(Negative)的电子载流子,称他们为 施主杂质或n型杂质。在N型半导体中,自由电子为多子,空穴为少子,主要靠自由电子 导电,由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故N型半导体呈电中性。自由电子主 要由杂质原子提供,空穴由热激发形成。掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越 高,导电性能就越强。
P型半导体
也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度
无杂质半导体
:在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代
的杂质半导体
晶格中硅原子的位置,就形成P型半导体。在P型半导体中,空穴为多子,自由电子为少 子,主要靠空穴导电。由于P型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故P型半导体呈电中 性。空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成。掺入的杂质越多,多子(空穴) 的浓度就越高,导电性能就越强。
半导体中的杂质对电阻率的影响非常大。半导体中掺入微量杂质时,杂质原子附近的 周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态,在禁带中产加的杂质能级。例如四价元素锗或 硅晶体中掺入五价元素磷、***、锑等杂质原子时,杂质原子作为晶格的一分子,其五个价 电子中有四个与周围的锗(或硅)原子形成共价结合,多余的一个电子被束缚于杂质原子 附近,产生类氢能级。杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近。杂质能级上的电子很易激 发到导带成为电子载流子。这种能提供电子载流子的杂质称为施主,相应能级称为施主能 级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多(图 2)。在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时,杂质原子与周围四个 锗(或硅)原子形成共价结合时尚缺少一个电子,因而存在一个空位,与此空位相应的能 量状态就是杂质能级,通常位于禁带下方靠近价带处。价带中的电子很易激发到杂质能级 上填补这个空位,使杂质原子成为负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流 子(图3)。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时,在价带中形成一个 空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多。半导体掺杂后其电阻率大大下降。加热 或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小,半导体热敏电 阻和光敏电阻就是根据此原理制成的。对掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是导带 中的电子,属电子型导电,称N型半导体。掺入受主杂质的半导体属空穴型导电,称P型 半导体。半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对,故N型半导体中可存在少量导电空 穴,P型半导体中可存在少量导电电子,它们均称为少数载流子。在半导体器件的各种效 应中,少数载流子常扮演重要角色。
(oxide semiconductor)具有 半导体特性的一类 氧化
物。氧化物半导体的电学性质与环境气氛有关。导电率随氧化气氛而增加称为氧化型半导 体,是p型半导体;电导率随还原气氛而增加称为还原型半导体,是n型半导体;导电类 型随气氛中氧分压的大小而成p型或n型半导体称为***半导体。非单晶氧化物可用纯金 属高温下直接氧化或通过低温化学反应(如金属***化物与水的复分解反应)来制备。氧化物 单晶的制备有焰熔法、熔体生长法和气相反应生长法。氧化物半导体Zn0、CdO、SnO2
等常用于制造气敏元件,Fe2O3、Cr2O3、AI2O3等常用于制造湿敏元件;SnO2膜用于制 做透明电极等。
非晶半导体
amorphous Semiconductorp]具有半导体特性的非晶体组成的材
料,如a-硅、a-锗、a-***化镓、a -硫化***、a -硒等非晶材料
这类材料,原子排列短程有序,长程无序。又称无定形半导体。部分称作玻璃半导 体
非晶半导体按键合力的性质分为共价键非晶半导体和离子键非晶半导体两类。
可用液相快冷方法和真空蒸发或溅射的方法制备。
工业上用于制备非晶半导体件,如太阳能电池、传感器、光盘、薄膜晶体管等。
非晶材料
英文名称:amorphous materials结构长程无序、没有晶体周期性