半導體（可導電材料）

半導體（可導電材料）

半導體 （可導電材料） 次瀏覽 | 2022.07.18 11:58:09 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 半導體可導電材料

半導體(miconductor)，指常溫下導電性能介于導體(conductor)與絕緣體(insulator)之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應用。如二極管就是采用半導體制作的器件。

半導體是指一種導電性可受控制，范圍可從絕緣體至導體之間的材料。無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品，如計算機、移動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。

中文名

半導體

英文名

miconductor

應用

收音機、電視機以及測溫

物質形式

固體、氣體、等離子體等

釋義

常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料

簡介

半導體，是指電阻率介于金屬和絕緣體之間并有負的電阻溫度系數的物質。半導體室溫時電阻率約在10-5～107歐·米之間，溫度升高時電阻率指數則減小。如硅、鍺、硒等，半導體之所以得到廣泛應用，是因為它的導電能力受摻雜、溫度和光照的影響十分顯著。

歷史

半導體的發現實際上可以追溯到很久以前。

1833年，英國科學家電子學之父法拉第最先發現硫化銀的電阻隨著溫度的變化情況不同于一般金屬，一般情況下，金屬的電阻隨溫度升高而增加，但巴拉迪發現硫化銀材料的電阻是隨著溫度的上升而降低。這是半導體現象的首次發現。

不久，1839年法國的貝克萊爾發現半導體和電解質接觸形成的結，在光照下會產生一個電壓，這就是后來人們熟知的光生伏特效應，這是被發現的半導體的第二個特征。

發現硒晶體材料在光照下電導增加的光電導效應，這是半導體又一個特有的性質。半導體的這四個效應，(jianxia霍爾效應的余績──四個伴生效應的發現)雖在1880年以前就先后被發現了，但半導體這個名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯首次使用。而總結出半導體的這四個特性一直到1947年12月才由貝爾實驗室完成。

在1874年，德國的布勞恩觀察到某些硫化物的電導與所加電場的方向有關，即它的導電有方向性，在它兩端加一個正向電壓，它是導通的；如果把電壓極性反過來，它就不導電，這就是半導體的整流效應，也是半導體所特有的第三種特性。同年，舒斯特又發現了銅與氧化銅的整流效應。

很多人會疑問，為什么半導體被認可需要這么多年呢？主要原因是當時的材料不純。沒有好的材料，很多與材料相關的問題就難以說清楚。

性能

1．在純凈的半導體中適當地摻入一定種類的極微量的雜質，半導體的導電性能就會成百萬倍的增加—這是半導體最顯著、最突出的特性。例如，晶體管就是利用這種特性制成的。

2．當環境溫度升高一些時，半導體的導電能力就顯著地增加；當環境溫度下降一些時，半導體的導電能力就顯著地下降。這種特性稱為“熱敏”，熱敏電阻就是利用半導體的這種特性制成的。

3．當有光線照射在某些半導體時，這些半導體就像導體一樣，導電能力很強；當沒有光線照射時，這些半導體就像絕緣體一樣不導電，這種特性稱為“光敏”。例如，用作自動化控制用的“光電二極管”、“光電三極管”和光敏電阻等，就是利用半導體的光敏特性制成的。

應用半導體

最早的實用“半導體”是「電晶體（Transistor）/二極體（Diode）」。

一、在無線電收音機（Radio）及電視機（Television）中，作為“訊號放大器/整流器”用。

二、發展「太陽能（Solar Power）」，也用在「光電池（Solar Cell）」中。

三、半導體可以用來測量溫度，測溫范圍可以達到生產、生活、醫療衛生、科研教學等應用的70%的領域，有較高的準確度和穩定性，分辨率可達0.1℃，甚至達到0.01℃也不是不可能，線性度0.2%，測溫范圍-100~+300℃，是性價比極高的一種測溫元件。

四、半導體致冷器的發展,它也叫熱電致冷器或溫差致冷器,它采用了帕爾貼效應。

未來發展

以GaN（氮化鎵）為代表的第三代半導體材料及器件的開發是新興半導體產業的核心和基礎，其研究開發呈現出日新月異的發展勢態。GaN基光電器件中，藍色發光二極管LED率先實現商品化生產成功開發藍光LED和LD之后，科研方向轉移到GaN紫外光探測器上GaN材料在微波功率方面也有相當大的應用市場。氮化鎵半導體開關被譽為半導體芯片設計上一個新的里程碑。美國佛羅里達大學的科學家已經開發出一種可用于制造新型電子開關的重要器件，這種電子開關可以提供平穩、無間斷電源。

今年是摩爾法則(Moore’slaw)問世50周年，這一法則的誕生是半導體技術發展史上的一個里程碑。

這50年里，摩爾法則成為了信息技術發展的指路明燈。計算機從神秘不可近的龐然大物變成多數人都不可或缺的工具，信息技術由實驗室進入無數個普通家庭，因特網將全世界聯系起來，多媒體視聽設備豐富著每個人的生活。這一法則決定了信息技術的變化在加速，產品的變化也越來越快。人們已看到，技術與產品的創新大致按照它的節奏，超前者多數成為先鋒，而落后者容易被淘汰。

這一切背后的動力都是半導體芯片。如果按照舊有方式將晶體管、電阻和電容分別安裝在電路板上，那么不僅個人電腦和移動通信不會出現，連基因組研究、計算機輔助設計和制造等新科技更不可能問世。有關專家指出,摩爾法則已不僅僅是針對芯片技術的法則;不久的將來，它有可能擴展到無線技術、光學技術、傳感器技術等領域，成為人們在未知領域探索和創新的指導思想。

毫無疑問，摩爾法則對整個世界意義深遠。不過，隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，這一法則將會走到盡頭。摩爾法則何時失效？專家們對此眾說紛紜。早在1995年在芝加哥舉行信息技術國際研討會上，美國科學家和工程師杰克·基爾比表示，5納米處理器的出現或將終結摩爾法則。

中國科學家和未來學家周海中在此次研討會上預言，由于納米技術的快速發展，30年后摩爾法則很可能就會失效。2012年，日裔美籍理論物理學家加來道雄在接受智囊網站采訪時稱，“在10年左右的時間內，我們將看到摩爾法則崩潰。”前不久，摩爾本人認為這一法則到2020年的時候就會黯然失色。一些專家指出，即使摩爾法則壽終正寢，信息技術前進的步伐也不會變慢。[2]

參考資料