半导体晶体的概念,性质和特点是什么?

半导体晶体的概念,性质和特点是什么?,第1张

半导体绝缘体和导体由禁带宽度划分,即导带与价带之间的相对位置决定。

1 导体的导带和价带基本重合,禁带宽度为0,电子由价带进入导带基本无需额外能量,因此内部存在大量自由电子,具有低电阻率。

2 半导体导带和价带距离适中,即禁带宽度适中,因此价带中的电子在常见能量级别的激励下,例如光、热和电压,即可进入导带,导致半导体电阻率变化。

3 绝缘体与半导体类同,但禁带宽度很宽,需要大量能量才能导电,例如高于5000V的高压电,因此电阻率很高。光和热通常无法导致绝缘体导电,绝缘体一般耐热性不高,能导致电子跃迁到导带的温度下,大部分碳基绝缘体已经碳化,其余绝缘体已经熔化或气化。

半导体的四个特性:电阻率的负温度特性、光照导电效应、光伏现象、整流效应。

1833年,法拉第发现了硫化银的电阻随着温度的变化而显现出的特性与一般金属不同。通常情况下,金属的电阻随温度升高而增加,法拉第发现硫化银的电阻随着温度的上升而降低。这是人类首次发现的半导体现象。

1839年,法国科学家亚历山大·贝克雷尔(Alexandre Edmond Becquerel)发现了光伏现象。那是一个半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生电压,这是半导体的第二个特征。

1873年,英国科学家史密斯(W.Smith)发现了硒晶体材料在光照下电阻减弱的现象,这是半导体第三个特性。

1880年,半导体的霍尔效应被发现。

1874年,德国的布劳恩(Ferdinand Braun)发现了硫化物半导体的整流效应。同年,氧化铜的整流效应也被发现。


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