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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、[[琥珀]]、[[陶瓷]]等称为[[绝缘 体 中 ]]。而把导电性比较好的[[金属]]如金、银、铜、铁、锡、铝等称为[[导体]]。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。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 大量 才真正被学术界认 可 。半导体材料最外层[[电子]]既不像导体那样极易摆脱原子核的束缚, 成为[[ 自由 移动 电子]], 也不像绝缘体那样被原子核束缚得那么紧, 因此, 半导体的导电特性介于二者之间。 =='''半导体材料'''== 半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的[[电子]]材料,其[[电阻率]]在10(U-3)~10(U-9)欧姆/厘米范围内。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感,在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的[[电导率]]。正是利用半导体材料的这些性质,才制造出功能多样的半导体器件。 半导体材料是半导体工业的基础,它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。 <ref>[http://download.eeworld.com.cn/detail/nonogugu66/197396 半导体材料相关知识介绍],电子工程世界网,2013-09-22</ref> 常见的半导体材料有[[硅]]、[[锗]]、[[砷化镓]]等。用得最多的半导体是锗(zhě)和硅(guī),都是四价[[元素]]。 一种银白色的硬而脆的金属元素,呈二价及四价,用作半导体(如在[[晶体管]]中) [germanium]――元素符号Ge 锗 zhě金属[[化学]][[元素]]。符号Ge。灰白色结晶,有光泽。它是一种重要 的 带 半导体材料。主要用于制[[晶体管]]、[[整流器]]等。<ref>[http://tags.eeworld.com.cn/tags/%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93 半导体], 电 粒 子 工程世界网</ref>=='''半导体的类型'''==[[File:D80e06717e4f5c714ce4a95169967427.png|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=def5b4b9e33a99df9b4ae5b5df50fc9d&currsn=0&ps=97&pc=97 原图链接][http://dy.163.com/v2/article/detail/CRV79ENH0519C3OK.html 图片来源于网易网]]] 本征半导体:不含杂质且无晶格缺陷的半导体 称为 载 [[本征半导体]]。 参杂半导体:通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量合适的杂质[[元素]],可得到杂质半导体。 =='''发展历史'''== 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。 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,(jianxia[[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。 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 子 ]]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 。 2015年中国 在 公布的“中国制造2025”战略中提出培育半导体产业。为此,中国地方政府竞相利用优惠政策吸引国内 外 的半导体相关企业。 2018年4月11日,[[复旦大学]]微 电 子学院教授张卫、周鹏团队成员刘春森在实验室内对硅片进行切割。张卫、周鹏团队实现了具有颠覆性的[[二维半导体]]准非易失存储原型器件,开创了第三类存储技术。中国大型半导体企业紫光集团旗下的长江存储科技在[[湖北省]][[武汉市]]推进的[[三维NAND]]的量产项目,爱德万测试的销售负责人称“估计将在2018年底到2019年迅速实现量产”。 2018年4月24日,《日本经济新闻》预计最早在2018年底开始向市 场 作用 供应尖端产品[[三维NAND]]型闪存芯片。曾在[[液晶]]面板等众多产业出现的产品供给过剩也可能在半导体领域引发价格 下 跌。 =='''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]]] 半导体五大特性∶掺杂性,热敏性 , 载 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。 =='''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 定向运动 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。 有机半导体材料具有热激活[[电导率]],如[[萘蒽]],[[聚丙烯]]和[[聚二乙烯苯]]以及[[碱金属]]和[[蒽]]的[[络合物]],有机半导体材料可分为[[有机物]],[[聚合物]]和给体受体[[络合物]]三类。有机半导体芯片等产品的生产能力差,但是拥有加工处理方便,结实耐用 , 形 成 明显 本低廉,耐磨耐用等特性。 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汽或溅射 的 方法制备。在工业上,非晶半导体材料主要用于制备像[[传感器]],[[太阳能]][[锂 电 流 池]]薄膜[[晶体管]]等非晶体半导体器件。 [[化合物]]半导体材料种类繁多,按[[元素]]在[[周期表]]族来分类,分为三五族,二六族,四四族等。如今化合物半导体材料已经在太阳能电池,光电器件,超高速器件,微波等领域占据重要位置,且不同种类具有不同的应用。总之,半导体材料的发展迅速,应用广泛,随着时间的推移和技术的发展,半导体材料的应用将更加重要和关键,半导体技术和半导体材料的发展也将走向更高端的市场。 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=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]]]
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]]、锗硅、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]]]
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。
=='''液体 =第三代半 导体'''材料===
主要包括[[SiC]]、[[GaN]]、[[金刚石]]等,因其禁带宽度(Eg)大于或等于2.3[[ 电 解质的溶液或 子]][[伏特]](eV),又被 称为 电解液的熔融电解质也是 宽禁带半 导体 ,其载流子是正负离子 材料 。 实验发现,大部分纯液 和第一代、第二代半导 体 虽然也能离解 材料相比 , 但离解程度很小,因而不是 第三代半 导体 。如纯水的电阻 材料具有高热导 率 、 高 达10欧·米,比金属的 击穿场强、高饱和 电 阻 子漂移速 率 大10-10倍。但如果在纯水中加入一 和高键合能等优 点 电解质 , 离子浓度大为增加,使电阻率大为降低,成为导体。电解液的 可以满足现代 电 阻率比金属的大得多,这是因为电解液中的载流 子 浓度比金属小得多,而且离子与周围介质的作用力较大,使它在外电场中的迁移 技术对高温、高功 率 也要小得多。电解液在通电过程中伴随有化学变化,且有物质的转移,称为第二类导体。它常应用于电化学工业,如电解提纯 、 电镀 高压、高频以及抗辐射 等 。而把导电过程中不引起化学变化,也没有显著物质转移 恶劣条件 的 导体,如金属,称为"第一类导体" 新要求 。
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