半導體+材料

半導體+材料

說到半導體，首先肯定是現從材料說起，因為這是支撐這個行業的基礎，沒有材料，一切無從談起。所以說每一次技術的變革都是從一種新材料開始的。

初中物理我們就學過，自然界的物質或材料按照導電性可分為導體、絕緣體、半導體三大類。所以這裡所說的半導體不是80年代時候的收音機：）。例如方鉛礦(PbS)很早就用於無線電檢波，氧化亞銅(Cu2O)用作固體整流器，閃鋅礦(ZnS)是熟知的固體發光材料，碳化硅(SiC)的整流檢波作用也較早被利用。硒(Se)是最早發現並被利用的元素半導體，曾是固體整流器和光電池的重要材料。元素半導體鍺（Ge）放大作用的發現開闢了半導體歷史新的一頁，從此電子設備開始實現晶體管化。中國的半導體研究和生產是從1957年首次製備出高純度(99.999999%～99.9999999%) 的鍺開始的。採用元素半導體硅（Si）以後，不僅使晶體管的類型和品種增加、性能提高，而且迎來了大規模和超大規模集成電路的時代，到目前Si仍然是集成電路最主要的材料。而以砷化鎵(GaAs)為代表的Ⅲ－Ⅴ族化合物的發現促進了微波器件和光電器件的迅速發展。

半導體材料可按化學組成來分，再將結構與性能比較特殊的非晶態與液態半導體單獨列為一類。按照這樣分類方法可將半導體材料分為元素半導體、無機化合物半導體、有機化合物半導體和非晶態與液態半導體。

元素半導體：在元素周期表的ⅢA族至IVA族分布著11種具有半導性半導體材料的元素，其中C表示金剛石。C、P、Se具有絕緣體與半導體兩種形態;B、Si、Ge、Te具有半導性；Sn、As、Sb具有半導體與金屬兩種形態。P的熔點與沸點太低,Ⅰ的蒸汽壓太高、容易分解，所以它們的實用價值不大。As、Sb、Sn的穩定態是金屬，半導體是不穩定的形態。B、C、Te也因製備工藝上的困難和性能方面的局限性而尚未被利用。因此這11種元素半導體中只有Ge、Si、Se 3種元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半導體材料中應用最廣的兩種材料。

無機化合物半導體：分二元系、三元系、四元系等。 二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有閃鋅礦的結構。②Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb組成，典型的代表為GaAs。它們都具有閃鋅礦結構,它們在應用方面僅次於Ge、Si,有很大的發展前途。③Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物，是一些重要的光電材料。ZnS、CdTe、HgTe具有閃鋅礦結構。④Ⅰ－Ⅶ族：Ⅰ族元素Cu、Ag、Au和 Ⅶ族元素Cl、Br、I形成的化合物，其中CuBr、CuI具有閃鋅礦結構。⑤Ⅴ-Ⅵ族：Ⅴ族元素As、Sb、Bi和Ⅵ族元素 S、Se、Te形成的化合物具有的形式,如Bi2Te3、Bi2Se3、Bi2S3、As2Te3等是重要的溫差電材料。⑥第四周期中的B族和過渡族元素Cu、 Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,為主要的熱敏電阻材料。⑦某些稀土族元素 Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm與Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。 除這些二元系化合物外還有它們與元素或它們之間的固溶體半導體，例如Si-AlP、Ge-GaAs、InAs-InSb、AlSb-GaSb、InAs-InP、GaAs-GaP等。研究這些固溶體可以在改善單一材料的某些性能或開闢新的應用範圍方面起很大作用。三元系包括：ZnSiP2、ZnGeP2、ZnGeAs2、CdGeAs2、CdSnSe2、CuGaSe2、AgInTe2、 AgTlTe2、CuInSe2、CuAlS2、Cu3AsSe4、Ag3AsTe4、Cu3SbS4、Ag3SbSe4等。此外，還有它的結構基本為閃鋅礦的四元系（例如Cu2FeSnS4）和更複雜的無機化合物。

有機化合物半導體：已知的有機半導體有幾十種，熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，它們作為半導體尚未得到應用。

非晶態與液態半導體：這類半導體與晶態半導體的最大區別是不具有嚴格周期性排列的晶體結構。

新型有機半導體材料：其結構穩定，擁有卓越的電學特性，而且成本低廉，可被用於製造現代電子設備中廣泛使用的場效應晶體管。科學家們表示，最新研究有望讓人造皮膚、智能繃帶、柔性顯示屏、智能擋風玻璃、可穿戴的電子設備和電子牆紙等變成現實。碳基(塑料)有機電子產品不僅製造方便、成本低廉，而且輕便柔韌可彎曲，代表了「電子設備無處不在」這一未來趨勢。以前的研究表明，碳結構越大，其性能越優異。但科學家們一直未曾研究出有效的方法來製造更大的、穩定的、可溶解的碳結構以進行研究，直到此次祖切斯庫團隊研製出這種新的用於製造晶體管的有機半導體材料。有機半導體是一種塑料材料，其擁有的特殊結構讓其具有導電性。在現代電子設備中，電路使用晶體管控制不同區域之間的電流。科學家們對新的有機半導體材料進行了研究並探索了其結構與電學屬性之間的關係。

後面會陸續以Ⅲ-Ⅴ族以及新型半導體材料為興趣點，做相關學習與更新，希望時刻了解行業的發展趨勢。
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