半导体材料（课件）

半导体材料 Semiconductor Material 01.什么是半导体材料 contents 目录 02.半导体材料的发展历程 04.我国半导体材料的发展 03.半导体材料的应用 PART1 什么是半导体材料 什么是半导体材料？ 半导体 (semiconductor) 指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。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。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联。常见的半导体材料有硅、锗、确化嫁等，硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。 简 介 物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。我们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。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把个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，半导体的存在才真正被学术界认可。 半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指一种导电性可控，范围从绝缘体到导体之间的材料。从科学技术和经济发展的角度 来看，半导体影响着人们的日常工作生活，直到20世纪30年代这一材料才被学术界所认可。 什么是半导体材料？ 分类及性能 元素半导体。元素半导体是指单一元素构成的半导体，其中对硅、硒的研究比较早。它是由相同元素组成的具有半导体特性的固体材料，容易受到微量杂质和外界条件的影响而发生变化。 无机合成物半导体。无机合成物主要是通过单一元素构成半导体材料，当然也有多种元素构成的半导体材料。 有机合成物半导体，有机化合物是指含分子中含有碳键的化合物。 非晶态半导体。它又被叫做无定形半导体或玻璃半导体，属于半导电性的一类材料。 本征半导体。不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。 什么是半导体材料？ PART2 半导体材料的发展历程 半导体的发现实际上可以追溯到很久以前。 1833年，英国科学家电子学之父法拉第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，但法拉第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性。 半导体材料的发展历程 法拉第 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，这是半导体的第三种特性。 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四种特性。同年，舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。 半导体材料的发展历程 从1879年到1947年是奠基阶段，20世纪初的物理学革命(相对论和量子力学)使得人们认识了微观世界(原子和分子)的性质随后这些新的理论被成功地应用到新的领域(包括半导体)，固体能带理论为半导体科技奠定了坚实的理论基础，而材料生长技术的进步为半导体科技奠定了物质基础(半导体材料要求非常纯净的基质材料，非常精准的掺杂水平)。 半导体的这四个特性，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。 2019年10月，一国际科研团队称与传统霍尔测量中仅获得3个参数相比，新技术在每个测试光强度下最多可获得7个参数:包括电子和空穴的迁移率;在光下的载荷子密度、重组寿命、电子、空穴和双极性类型的扩散长度。 2022年，科研人员发现立方砷化硼是科学界已知的最好的半导体之一，被称为冠军半导体。 半导体材料的发展历程 PART3 半导体材料的应用 光伏应用 半导体材料光生伏特效应是太阳能电池运行的基本原理。现阶段半导体材料的光伏应用已经成为一大热门，是目前世界上增长最快、发展最好的清洁能源市场。太阳能电池的主要制作材料是半导体材料，判断太阳能电池的优劣主要的标准是光电转化率光电转化率越高，说明太阳能电池的工作效率越高。根据应用的半导体材料的不同，太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池以及III-V族化合物电池。 半导体材料的应用 照明应用 LED是建立在半导体晶体管上的半导体发光二极管，采用LED技术半导体光源体积小