半导体材料的元素位于

半导体材料的元素位于,第1张

半导体材料是由一系列元素组成的,其中包括碳(C)、氮(N)、氧(O)、硅(Si)、磷(P)、硫(S)、砷(As)、硒(Se)、锗(Ge)、锡(Sn)、铜(Cu)、铋(Bi)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、铍(Be)、钒(V)、钴(Co)、钛(Ti)、钙(Ca)、锆(Zr)、铌(Nb)、镁(Mg)、铬(Cr)、钼(Mn)、钽(Ta)、铷(Rb)、锶(Sr)、钇(Y)、铯(Cs)、钆(Gd)、锆(Zn)、铪(Hf)、钼(Hg)、铊(Tl)、铯(Pb)、铋(Bi)、锇(Os)、钌(Ir)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Yb)、铂(Pt)、钯(Au)、铑(Hg)、钐(Tm)、钆(Gd)、铕(Er)、钆(Tb)、铽(Dy)、镝(Ho)、钬(Lu)、锝(Tm)、钆(Yb)、锆(Lu)、钋(Th)、钍(U)、钚(Np)、铀(Pu)、钐(Am)、钫(Cm)、镭(Lr)等。

金属铯是一种金黄色,熔点低的活泼金属,在空气中极易被氧化,能与水剧烈反应生成氢气且爆炸。铯在自然界没有单质形态,铯元素以盐的形式极少的分布于陆地和海洋中。铯也是制造真空件器、光电管等的重要材料。

裂变产物

长寿命的铯–137是铀-235的裂变产物。半衰期30.17年,可辐射β射线和γ射线,用作β和γ辐射源,用于工农业和医疗。随着核燃料放射性废物储放的时间,其辐射的γ射线比例增加;是储存的主要对象。[4]

离子火箭

为了探索宇宙,必须有一e799bee5baa6e997aee7ad94e58685e5aeb931333335336362种崭新的、飞行速度极快的交通工具。一般的火箭、飞船都达不到这样的速度,最多只能冲出地月系;只有每小时能飞行十几万公里的“离子火箭”才能满足要求。[3] [5]

铯原子的最外层电子极不稳定,很容易被激发放射出来,变成为带正电的铯离子,所以是宇宙航行离子火箭发动机理想的“燃料”。铯离子火箭的工作原理是这样的:发动机开动后,产生大量的铯蒸气,铯蒸气经过离化器的“加工”,变成了带正电的铯离子,接着在磁场的作用下加速到每秒一百五十公里,从喷管喷射出去,同时给离子火箭以强大的推动力,把火箭高度推向前进。[3] [5]

计算表明,用这种铯离子作宇宙火箭的推进剂,单位重量产生的推力要比使用的液体或固体燃料高出上百倍。这种铯离子火箭可以在宇宙太空遨游一二年甚至更久![3] [5]

原子钟

铯原子的最外层的电子绕着原子核旋转的速度,总是极其精确地在几十亿分之一秒的时间内转完一圈,稳定性比地球绕轴自转高得多。利用铯原子的这个特点,人们制成了一种新型的钟——铯原子钟。规定一秒是铯-133原子基态的超精细能级之间的跃迁所对应的辐射的9192631770个周期所持续的时间。这就是“秒”的最新定义。[3] [5]

利用铯原子钟,人们可以十分精确地测量出十亿分之一秒的时间,精确度和稳定性远远地超过世界上以前有过的任何一种表,也超过了许多年来一直以地球自转作基准的天文时间。有了像铯原子钟这样一类的钟表,人类就有可能从事更为精细的科学研究和生产实践,比如对原子d和氢d的爆炸、火箭和导d的发射以及宇宙航行等等,实行高度精确的控制,当然也可以用于远程飞行和航海。用铯作成的原子钟,可以精确的测出十亿分之一秒的一刹那,它连续走上三十万年,误差也不超过1s,精确度相当高.,另外,铯在医学上、导d上、宇宙飞船上及各种高科技行业中都有广泛应用

更多信息可以参考 铯元素

半导体材料有:

一、元素半导体

在元素周期表的ⅢA族至IVA族分布着11种具有半导性的元素,其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态;B、Si、Ge、Te具有半导性;Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。

P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解,所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属,半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。

因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。

二、无机化合物半导体:

分二元系、三元系、四元系等。二元系包括:

1、Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。

2、Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb组成,典型的代表为GaAs。它们都具有闪锌矿结构,它们在应用方面仅次于Ge、Si,有很大的发展前途。

3、Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物,是一些重要的光电材料。ZnS、CdTe、HgTe具有闪锌矿结构。

4、Ⅰ-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具有闪锌矿结构。

5、Ⅴ-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等是重要的温差电材料。

6、第四周期中的B族和过渡族元素Cu、Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,为主要的热敏电阻材料。

7、某些稀土族元素Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm与Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。

三、有机化合物半导体:

已知的有机半导体有几十种,熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等,它们作为半导体尚未得到应用。

四、非晶态与液态半导体:

这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。

半导体材料的特点及优势:

半导体材料是一类具有半导体性能,用来制作半导体器件的电子材料。常用的重要半导体的导电机理是通过电子和空穴这两种载流子来实现的,因此相应的有N型和P型之分。

半导体材料通常具有一定的禁带宽度,其电特性易受外界条件(如光照、温度等)的影响。

不同导电类型的材料是通过掺入特定杂质来制备的。杂质(特别是重金属快扩散杂质和深能级杂质)对材料性能的影响尤大。

因此,半导体材料应具有很高的纯度,这就不仅要求用来生产半导体材料的原材料应具有相当高的纯度,而且还要求超净的生产环境,以期将生产过程的杂质污染减至最小。

半导体材料大部分都是晶体,半导体器件对于材料的晶体完整性有较高的要求。此外,对于材料的各种电学参数的均匀性也有严格的要求。


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