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半导体是什么?半导体有什么用?3分钟带你看懂半导体原理 104.4万 2'58"
半导体
[bàn dǎo tǐ]

半导体(semiconductor)指室温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。[24]半导体材料导电性能可通过掺杂来改变,掺杂进入本质半导体的杂质浓度与极性皆会对半导体的导电特性产生很大影响。掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是导带中的电子,掺入受主杂质的半导体,属空穴型导电。[25]

半导体材料的发现可以追溯到19世纪。1833年,英国法拉第最先发现了硫化银半导体特有的导电现象。大约1911年,半导体这个名词被考尼白格和维斯首次使用。20世纪初期,尽管人们对半导体认识比较少,但是对半导体材料的应用研究比较活跃。20世纪50年代,为了改善晶体管特性,提高其稳定性,半导体材料的制备技术迅速发展。从20世纪80年代开始,量子线材料及其半导体量子器件的研究成为材料科学研究领域的热点,在国际上掀起了纳米科技的研究高潮。20世纪90年以后,随着通信的飞速发展、第二代半导体材料开始崭露头角。进入21世纪,以SiC、GaN、金刚石等为代表的第三代半导体材料开始初露头角。[26]

常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。半导体按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。根据参入杂质可分为N型半导体和P型半导体。[25]半导体的性质包括光学性质和运输性质等。[21]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。

  • 中文名
    半导体
  • 外文名
    semiconductor
  • 应用
    集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明应用等
  • 物质形式
    固体、气体、等离子体
  • 释义
    常温下导电性能介于导体绝缘体之间的且导电性能可控的材料
  • 常见材料

基本含义

物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。人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。[1] 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。其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。[2]

发展历史

早期发现

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。[3] 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。[3] 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。[3] 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。[3] 1879年,美国物理学家霍尔(Hall)发现霍尔效应。霍尔效应是指当磁场作用于导体、半导体中的载流子时,就会在薄膜中产生横向电位差的物理现象。[18]

发展初期

20世纪初的物理学革命相对论量子力学)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)。[11] 1906年,邓伍迪发明了碳化硅检波器,从而开始了半导体在无线电方面的应用。接着发现硅、方铅矿、黄铜矿、蹄铅矿等都可作检波器。[20] 半导体这个名词大概到1911年被考尼白格和维斯首次使用。[3]
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词条目录
  1. 百科名片
  2. 基本含义
  3. 发展历史
  4. 早期发现
  5. 发展初期
  6. 进一步发展
  7. 相关术语
  8. 电子
  9. 空穴
  10. 载流子
  11. 能带结构
  12. PN结
  13. 物理性质
  14. 导电性
  15. 磁阻特性
  16. 光学特性
  17. 热电特性
  18. 热传导
  19. 压阻效应
  20. 制冷
  21. 分类
  22. 按化学成分
  23. 按杂质分
  24. 按长程有序
  25. 应用领域
  26. 光伏应用
  27. 照明应用
  28. 电源转换
  29. 激光应用
  30. 制冷应用
  31. 玻璃领域
  32. 测量应用
  33. 发展趋势
  34. 相关事件

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