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金属和绝缘体之间电阻率的大变化范围

发表时间:2020/3/7 13:41:15 | 浏览次数:


半导体的形状多种多样,例如从单晶“铸锭”切出的薄片是在多少复杂的化学或物理过程中堆积在适当的陈列上的单晶薄膜、玻璃这样的元素、通常堆积在玻璃上的多晶或玻璃这样的薄膜。在许多应用中,重要的工艺之一是生长高质量的块状材料单晶,直接用于功能器件,或作为衬底生长外延薄膜。

 

因此,通常从坩埚中熔化的半导体中进行晶体生长,与炼钢工艺相同,该技术也需要观察环境气氛并加以注意。但是,对半导体制剂纯度的要求更加严格,钢中杂质的密度通常控制在1%,而典型的半导体则受到十亿分之一的杂质的影响。另一个关键是晶体的完美性,这要求晶体的生长远远超过大多数冶金应用。一般来说,虽然金属和半导体材料技术在质量上是相似的,但它们的定量差异非常困难。

 


半导体知多少,我所了解的半导体
这些材料对我们的生活非常重要,当我们介绍它们时,我们可以谈论它们的性质。究竟什么是半导体?字典的一般定义是,半导体是金属与绝缘体之间具有导电性的材料。这是个方便的起点,但是,首先将上述定义定量化。

 

在许多金属的情况下,是良好的导电体,电阻率的级数为10-7~10-8Ω▪m,另一端是绝缘材料,例如氧化物薄膜、云母、玻璃、塑料等,电阻率在1010和1014Ω▪m之间。金属和绝缘体之间电阻率的大变化范围本身引人注目,但我们比现在更感兴趣的是。典型的半导体位于什么范围。他们复盖很广的范围。例如,硅的典型电阻率为10-6~102Ω▪m,“半绝缘”砷化镓的电阻率接近107Ω▪m,该范围进一步提高了5级。

 

显然,适用于半导体的值确实在金属和绝缘体之间,但最引人注目的观察是半导体本身的电阻率变化很大(大约13个数量级!),很难把它当做判定材料的适当参数。如果你想知道这些数字的真正含义,你需要解释电阻率的起源,所以你必须利用从20世纪20年代末和30年代初开始的固体能带理论,这是我们理解半导体及其与金属和绝缘体的关系的基础。

 

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