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半导体
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{{Infobox person| 姓名 = 半导体|圖片 = [[File:T016e0a8f3b653e5075.jpg|缩略图|居中|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&src=srp&correct=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&ancestor=list&cmsid=dcf179a52a5caa6113503b96980c76c2&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=b79f5852e4b7c74d528a3ea017f47c98&currsn=0&ps=97&pc=97 原图链接][http://www.zonglanxinwen.com/img/fc1c4c2b5ecccb5bbe0b.html 图片来源于纵览新闻网]]]|圖片尺寸 = | 圖像說明 = | 发现日期 = 1833年| 性质 = 物理材料| 别名 = | 导电性 = 导体与绝缘体之间| 知名原因 = 集成电路的主要材料| 代表材料 = 硅、锗、砷化镓}}'''半导体'''( semiconductor),指常温下[[导电]]性能介于[[导体]](conductor)与[[绝缘体]](insulator)之间的材料。
半导体在[[收音机]]、[[电视机]]以及测温上有着广泛的应用。如[[二极管]]就是采用半导体制作的器件。半 导体(conductor) 是指 一种[[导电]]性可受控制,范围可从[[绝缘体]]至[[导体]]之间的材料。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。今日大部分的电子产品,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连。常见的半导体材料有[[硅]]、[[锗]]、[[砷化镓]]等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。<ref>[http://tags.eeworld.com.cn/tags/%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93 半导体],电子工程世界网</ref>=='''基本信息'''=={| class="wikitable"|-|中文名称 || 半导体 || 物质形式|| 气体、等离子体等|-|外文名称|| semiconductor || 应用 || 集成电路|-|导电性能 || 导体与绝缘体之间||发现时间 || 1833年|-|代表材料 || 硅、锗、砷化镓|| 电阻率 很小且易 ||10-3~10-9 W•cm|}=='''半导体的概念'''==[[File:Ef550a74a66f42e0960b7a3085985c21 th.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&src=srp&correct=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&ancestor=list&cmsid=ceb17984a65019f3d334ffaa12f38c2a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=ff6fec07e39ef92fc7f5eb96be0cac87&prevsn=110&currsn=170&ps=216&pc=60 原图链接][http://www.sohu.com/a/124346281_465246 图片来源 于 传 搜狐网]]] 所谓半导体,顾名思义,就是它的 导电 流 能力介乎[[导体]]和[[绝缘体]]之间,半导体 的 [[电阻率]]为10-3~10-9 W•cm。 [[ 物质 ]]存在的形式多种多样,[[固体]]、[[液体]]、[[气体]]、等[[离子]]体等 。 通常把 导 电性差的材料,如煤、人工晶 体 中存在大量 、[[琥珀]]、[[陶瓷]]等称为[[绝缘体]]。而把导电性比较好的[[金属]]如金、银、铜、铁、锡、铝等称为[[导体]]。 可 自由移动 以简单的把介于导体和绝缘体之间 的 带电粒子 材料 称为 载流子 半导体 。 与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存 在 才真正被学术界认可。半导体材料最 外 层[[ 电 场作用下,载流 子 作定向运动,形 ]]既不像导体那样极易摆脱原子核的束缚, 成 明显 为[[自由电子]], 也不像绝缘体那样被原子核束缚得那么紧, 因此, 半导体 的 导 电 流 特性介于二者之间 。
=='''主要特点'''==
[[File:14-23-51-34-508485.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&src=srp&correct=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&ancestor=list&cmsid=ceb17984a65019f3d334ffaa12f38c2a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=4347ea18b5e9bad008465b6e90548dce&currsn=0&ps=97&pc=97 原图链接][https://www.rongbiz.com/info/show-htm-itemid-369315.html 图片来源于工业互联网]]]
在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入 特 点 定的杂质元素,导 电 阻率很小且易于传 性能具有可控性。在光照和热[[辐射]]条件下,其 导电 流性有明显的变化。
=='''半导体的应用'''==
[[File:201901301413251022.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&src=srp&correct=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&ancestor=list&cmsid=ceb17984a65019f3d334ffaa12f38c2a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=8b49e49bb57fde577947b9f17f0aff8b&currsn=0&ps=97&pc=97 原图链接][http://www.xincailiao.com/news/news_detail.aspx?id=413747 图片来源于新材料网]]]
[[硅]]在当前的应用相当广泛,他不仅是半导体[[集成电路]],半导体器件和硅[[太阳能]]电池的基础材料,而且用半导体制作的电子器件和产品已经大范围的进入到人们的生活,人们的家用电器中所用到的电子器件80%以上与案件都离不开[[硅]]材料。[[锗]]是稀有元素,地壳中的含量较少,由于锗的特有性质,使得它的应用主要集中与制作各种[[二极管]],[[三极管]]等。而以锗制作的其他钱江如探测器,也具有着许多的优点,广泛的应用于多个领域。
当前化合物半导体产业发展主要体现在以下五个方面。[[File:20160427125915748.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&src=srp&correct=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&ancestor=list&cmsid=ceb17984a65019f3d334ffaa12f38c2a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=a2b3cb7ef1645e9142e3b5697825cfec&currsn='''第二类 0&ps=97&pc=97 原图链接][http://ic.big-bit.com/news/224674.html 图片来源于半 导体'''==器件应用网]]]
5.移动通信技术正在不断朝着有利于化合物半导体产品的方向发展。目前二代半(2.5G)技术成为移动通信技术的主流,同时正在逐渐向第三代(3G)过渡。二代半技术对功放的效率和散热有更高的要求,这对[[砷化镓]]器件有利。3G技术要求更高的工作频率,更宽的带宽和高线性,这也是对砷化镓和锗硅技术有利的。目前第四代(4G)的概念已明确提出来了。[[4G技术]]对手机有更高的要求。它要求手机在楼内可接入无线局域网(WLAN),即可工作到2.4GHz和5.8GHz,在室外可在二代、二代半、三代等任意制式下工作。 因此这是一种多功能、多频段、多模式的移动终端。从系统小巧来说,当然会希望实 现 今通常 单芯片集成(SOC),但单一的硅技术无法在那么多功能和模式上都达到性能最优。要 把 例如 各种优化性能的功能集成在一起,只能用系统级封装(SIP),即在同一封装中用[[硅]]、 锗(Ge) 硅 、 硅(Si) 砷化镓 等 不同工艺来优化实现不同功能,这就为[[砷化镓]]带来了新的发展前景。<ref>[http://www.elecfans.com/baike/bandaoti/20180308644581.html 半导体材料应用有哪些_半导体材料应用领域介绍],电子发烧友网,2018年03月08日</ref>=='''半导体材料的发展'''== [[File:O4YBAFsFNfuAcvNcAACi-nMs13E065.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&src=srp&correct=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&ancestor=list&cmsid=ceb17984a65019f3d334ffaa12f38c2a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=db61e1f6b07dcf0bc001d8fbc61f9b44&currsn=0&ps=97&pc=97 原图链接][http://www.elecfans.com/bandaoti/gongyi/20180523682433.html 图片来源于电子发烧友网]]] ===第 一 类 代半 导体 称 材料=== 主要以[[硅]](Si)、[[锗]](Ge) 为 主,20世纪50年代,Ge在 半导体 中占主导地位,主要应用于低压、低频、中功率[[晶体管]]以及光电探测器中,但是Ge半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差,到60年代后期逐渐被Si器件取代 。 用Si材料制造的半导体器件,耐高温和抗辐射性能较好。Si储量极其丰富,提纯与结晶方便,二氧化硅(SiO2)薄膜的纯度很高,绝缘性能很好, 这 类 使器件的稳定性与可靠性大为提高,因此Si已经成为应用最广的一种半导体材料。 目前95%以上的半 导体 器件和99%以上 的 集成 电 阻 路都是由Si材料制作。在21世纪,它的主导和核心地位仍不会动摇。但是Si材料的物理性质限制了其在光电子和高频高功 率 介乎金属与绝缘 器件上的应用。 ===第二代半导 体 之间 材料=== 20世纪90年代以来 , 且 随 温度 着移动通信的飞速发展、以[[光纤通信]]为基础 的 升 信息 高 而迅 速 减小。这类 公路和[[互联网]]的兴起,以[[砷化镓]](GaAs)、[[磷化铟]](InP)为代表的第二代半导体材料开始崭露头脚。GaAs、InP等 材料 中存在一定量的自由 适用于制作高速、高频、大[[功率]]以及发光 电子 和空穴 器件,是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料,广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信、[[GPS导航]]等领域。但是GaAs、InP材料资源稀缺,价格昂贵,并且还有毒性 , 后者 能污染环境,InP甚至被认为是 可 看作带 疑致癌物质,这些缺点使得第二代半导体材料的应用具 有 正电荷 很大 的 载流子 局限性 。 与 ===第三代半导体材料=== 主要包括[[SiC]]、[[GaN]]、[[ 金 属 刚石]]等,因其禁带宽度(Eg)大于 或 等于2.3[[ 电 解液的情况不同 子]][[伏特]](eV),又被称为宽禁带半导体材料。和第一代、第二代半导体材料相比 , 第三代 半导体 中杂质的含量 材料具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点,可以满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频 以及 外界 抗辐射等恶劣 条件的 改变(如 新要求。 是半导体材料领域最有前景的材料,在[[国防]]、[[航空]]、[[航天]]、[[石油]]勘探、 光 存储等领域有着重要应用前景,在宽带通讯、[[太阳能]]、汽车制造、半导体 照 ,或温度 明 、 压强 智能电网等众多战略行业可以降低50%以上 的 改变等) 能量损失 , 都会 最高可以 使 它 装备体积减小75%以上,对人类科技的发展具有里程碑 的 意义。<ref>[http://dy.163.com/v2/article/detail/CRV79ENH0519C3OK.html 中科风控:第三代半 导 电性能发生显著变 体材料——碳 化 。硅(SiC)],网易网,2017-08-16</ref> =='''半导体领域十大突破'''== [[File:635870922356392440842.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&src=srp&correct=%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E6%9D%90%E6%96%99&ancestor=list&cmsid=ceb17984a65019f3d334ffaa12f38c2a&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=110&adstar=0&clw=246#id=e5a1d0d832aa35c90d452453007f157a&currsn=0&ps=97&pc=97 原图链接][http://www.ybzhan.cn/news/Detail/52802.html 图片来源于仪表网]]] 一、硅基导模量子集成光学芯片研制成功
三、[[碳]][[纳米]]晶体管性能首次超越硅晶体管
五、人类首次飞秒拍摄到了半 导 电 体 材料 是用以传递电流而又没有或很小电能损失 内部 的 材料,主要以电线、电缆为代表。随着 [[ 电子 工业的发展,传送弱电流的导电涂料、胶粘剂和透明导电材料等的应用也十分广泛。导电材料的基本性质以电阻率表征。]]运动
== '''外部連結''' ==*[http://www.sohu.com/a/124346281_465246 固体电解质在高技术中有重要作用,如氧化锆陶瓷固体电解质就是燃料电池的心脏;还可以做磁流 半导 体 发电机的电极 材料 ;电解水制氢中的隔膜采用的也是固体电解质,它还可以用来制成氧敏元件,广泛用于汽车尾气检测、金属冶炼过程中氧的在线分析等。 [领域十大突破]
*[http://www.ybzhan.cn/news/Detail/52802.html 二维半导体制备及非线性光学特性研究获突破]===导电高分子材料与电子浆料='''參考來源''' =={{Reflist}}
[[Category:300 高分子材料属于共价键结合的大分子链结构,电子被紧紧束缚,属于绝缘材料。随着 科 學類]][[Category:330 物理 学 技术的发展,人们采用多种技术使某些高分子材料也具有了导电性。可以将高分子导电材料分为3类:抗静电表面活性剂、导电材料(碳、金属粉)与高分子材料复合、结构型导电高分子材料。另外,由于电子技术的特殊要求,电子浆料也成为一种重要的新型材料。 [2总论]] 参考资料