半導體材料

半導體材料是一種能夠在溫度、光照、電場等條件改變下修改其電子傳導特性的材料。它既不同于導體，因為導體在任何情況下都是極好的導體，也不同于絕緣體，因為在絕緣體中電子無法穿過。

1.半導體材料是什么

半導體材料根據約德堡效應(也稱隧道效應)能區(qū)劃分為導帶和價帶。當電子位于導帶時，則可以自由地移動；相對地，當電子位于價帶時則不能移動。當物質處于“非常接近”平衡狀態(tài)時，則存在能夠進入導帶的電子，并且存在能夠回到價帶的缺陷或空缺。

2.半導體材料分類

半導體材料基于材料組成和摻雜類型的不同通常分為以下幾類:

• P型半導體：以元素硼 (B)、鋁 (Al)、鎵 (Ga)、銦 (In) 等作為摻雜原子，使得材料中產生少量的自由電子缺陷，從而形成與自由電子運動相反的空穴，具有一定的正電荷。
• N型半導體：以元素磷 (P)、砷 (As)、氮 (N) 等作為摻雜原子，使得材料中存在大量的自由電子，從而極化其它價帶的原子核從而形成負電荷。
• 不摻雜半導體：不含有少量外部故意加入的摻雜原子（如硅Si或鍺Ge），不易于被供電激發(fā)。

3.半導體材料特性

半導體材料的特性如下：

• 半導體材料的導電能力介于絕緣體和導體之間，其電導率介于1/kΩ·cm和1/MΩ·cm之間。（k: 千(MSE)；M: 兆(MHz)
• 材料內部會產生固有電場，并通過該電場影響機制缺陷的擴散行為。
• 盡管它們通常是可熔合的晶體，但保持了相當高的硬度和剛性，這種性質使半導體非常適合制造控制電路。
• 由于能帶的特殊結構，半導體材料也能夠將光吸收并產生電子和空穴對。

4.半導體材料的應用

由于半導體材料具有一系列獨特的電、光學特性，使其在電路、光電器件、信息存儲、太陽電池、半導體激光器等領域得到了廣泛應用。