半导体与金属相比较有什么特点

半导体与金属相比较有什么特点,第1张

半导体导电能力介于导体和绝缘体之间的物质.它的重要特性表现在以下几个方面:

(1)热敏性 半导体材料的电阻率与温度有密切的关系.温度升高,半导体的电阻率会明显变小.例如纯锗(Ge),温度每升高10度,其电阻率就会减少到原来的一半.

(2)光电特性 很多半导体材料对光十分敏感,无光照时,不易导电;受到光照时,就变的容易导电了.例如,常用的硫化镉半导体光敏电阻,在无光照时电阻高达几十兆欧,受到光照时电阻会减小到几十千欧.半导体受光照后电阻明显变小的现象称为“光导电”.利用光导电特性制作的光电器件还有光电二极管和光电三极管等.

近年来广泛使用着一种半导体发光器件--发光二极管,它通过电流时能够发光,把电能直接转成光能.目前已制作出发黄,绿,红,蓝几色的发光二极管,以及发出不可见光红外线的发光二极管.

另一种常见的光电转换器件是硅光电池,它可以把光能直接转换成电能,是一种方便的而清洁的能源.

(3)搀杂特性 纯净的半导体材料电阻率很高,但掺入极微量的“杂质”元素后,其导电能力会发生极为显著的变化.例如,纯硅的电阻率为214×1000欧姆/厘米,若掺入百万分之一的硼元素,电阻率就会减小到0.4欧姆/厘米.因此,人们可以给半导体掺入微量的某种特定的杂质元素,精确控制它的导电能力,用以制作各种各样的半导体器件.

半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。 这些都是通过有色金属制作的。

1、导电机制。金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子,这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流,使金属能够导电。

半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子(即载流子),使半导体导电。

2、金属具有良好的导电性,其电导率在10s/cm以上。半导体的电导介于金属和绝缘体之间。

扩展资料:

最早的金属导电理论是建立在经典理论基础上的特鲁德一洛伦兹理论。假定在金属中存在有自由电子,它们和理想气体分子一样,服从经典的玻耳兹曼统计,在平衡条件下,虽然它们在不停地运动,但平均速度为零。

有外电场存在时,电子沿电场力方向得到加速度a,从而产生定向运动,电子通过碰撞与组成晶格的离子实现能量交换,而失去定向运动,因此在一定电场强度下,有一平均漂移速度。

根据经典理论,金属中自由电子对热容量的贡献应与晶格振动的热容量可以相比拟,但是在实验上并没有观察到,这个矛盾在认识到金属中的电子应遵从量子的费米统计规律以后得到了解决。

正是为了解决这个矛盾,结合量子力学的发展,开始系统研究电子在晶体周期场中的运动,从而逐步建立了能带理论。

参考资料来源:百度百科-导电性


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