半導體的研究始於什麼元素
Ⅰ 什麼是半導體
半導體( semiconctor),指常溫下導電性能介於導體(conctor)與絕緣體(insulator)之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應用。
如二極體就是採用半導體製作的器件。半導體是指一種導電性可受控制,范圍可從絕緣體至導體之間的材料。無論從科技或是經濟發展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。
今日大部分的電子產品,如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等,而硅更是各種半導體材料中,在商業應用上最具有影響力的一種。
分類:
半導體材料很多,按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。
鍺和硅是最常用的元素半導體;化合物半導體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化鎵、磷化鎵等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化鎘、硫化鋅等)、氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體(鎵鋁砷、鎵砷磷等)。
除上述晶態半導體外,還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。
半導體的分類,按照其製造技術可以分為:集成電路器件,分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類,一般來說這些還會被分成小類。
此外還有以應用領域、設計方法等進行分類,雖然不常用,但還是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規模進行分類的方法。此外,還有按照其所處理的信號,可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。
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發展歷史:
半導體的發現實際上可以追溯到很久以前。
1833年,英國科學家電子學之父法拉第最先發現硫化銀的電阻隨著溫度的變化情況不同於一般金屬,一般情況下,金屬的電阻隨溫度升高而增加,但巴拉迪發現硫化銀材料的電阻是隨著溫度的上升而降低。這是半導體現象的首次發現。
不久,1839年法國的貝克萊爾發現半導體和電解質接觸形成的結,在光照下會產生一個電壓,這就是後來人們熟知的光生伏特效應,這是被發現的半導體的第二個特徵。
1873年,英國的史密斯發現硒晶體材料在光照下電導增加的光電導效應,這是半導體又一個特有的性質。
半導體的這四個效應,(jianxia霍爾效應的余績──四個伴生效應的發現)雖在1880年以前就先後被發現了,但半導體這個名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯首次使用。而總結出半導體的這四個特性一直到1947年12月才由貝爾實驗室完成。
在1874年,德國的布勞恩觀察到某些硫化物的電導與所加電場的方向有關,即它的導電有方向性,在它兩端加一個正向電壓,它是導通的;如果把電壓極性反過來,它就不導電,這就是半導體的整流效應,也是半導體所特有的第三種特性。同年,舒斯特又發現了銅與氧化銅的整流效應。
很多人會疑問,為什麼半導體被認可需要這么多年呢?主要原因是當時的材料不純。沒有好的材料,很多與材料相關的問題就難以說清楚。
參考資料:
網路-半導體
Ⅱ 半導體的發展歷程
1947年,美國貝爾實驗室發明了半導體點接觸式晶體管,從而開創了人類的硅文明時代。
1956年,我國提出「向科學進軍」,根據國外發展電子器件的進程,提出了中國也要研究半導體科學,把半導體技術列為國家四大緊急措施之一。中國科學院應用物理所首先舉辦了半導體器件短期培訓班。請回國的半導體專家黃昆、吳錫九、黃敞、林蘭英、王守武、成眾志等講授半導體理論、晶體管製造技術和半導體線路。在五所大學――北京大學、復旦大學、吉林大學、廈門大學和南京大學聯合在北京大學開辦了半導體物理專業,共同培養第一批半導體人才。培養出了第一批著名的教授:北京大學的黃昆、復旦大學的謝希德、吉林大學的高鼎三。1957年畢業的第一批研究生中有中國科學院院士王陽元(北京大學微電子所所長)、工程院院士許居衍(華晶集團中央研究院院長)和電子工業部總工程師俞忠鈺(北方華虹設計公司董事長)。
1957年,北京電子管廠通過還原氧化鍺,拉出了鍺單晶。中國科學院應用物理研究所和二機部十局第十一所開發鍺晶體管。當年,中國相繼研製出鍺點接觸二極體和三極體(即晶體管)。
1958年,美國德州儀器公司和仙童公司各自研製發明了半導體集成電路(IC)之後,發展極為迅猛,從SSI(小規模集成電路)起步,經過MSI(中規模集成電路),發展到LSI(大規模集成電路),然後發展到現在的VLSI(超大規模集成電路)及最近的ULSI(特大規模集成電路),甚至發展到將來的GSI(甚大規模集成電路),屆時單片集成電路集成度將超過10億個元件。
1959年,天津拉制出硅(Si)單晶。
1960年,中科院在北京建立半導體研究所,同年在河北建立工業性專業化研究所――第十三所(河北半導體研究所)。
1962年,天津拉制出砷化鎵單晶(GaAs),為研究制備其他化合物半導體打下了基礎。
1962年,我國研究製成硅外延工藝,並開始研究採用照相製版,光刻工藝。
1963年,河北省半導體研究所製成硅平面型晶體管。
1964年,河北省半導體研究所研製出硅外延平面型晶體管。
1965年12月,河北半導體研究所召開鑒定會,鑒定了第一批半導體管,並在國內首先鑒定了DTL型(二極體――晶體管邏輯)數字邏輯電路。1966年底,在工廠范圍內上海元件五廠鑒定了TTL電路產品。這些小規模雙極型數字集成電路主要以與非門為主,還有與非驅動器、與門、或非門、或門、以及與或非電路等。標志著中國已經製成了自己的小規模集成電路。
1968年,組建國營東光電工廠(878廠)、上海無線電十九廠,至1970年建成投產,形成中國IC產業中的「兩霸」。
1968年,上海無線電十四廠首家製成PMOS(P型金屬-氧化物半導體)電路(MOSIC)。拉開了我國發展MOS電路的序幕,並在七十年代初,永川半導體研究所(現電子第24所)、上無十四廠和北京878廠相繼研製成功NMOS電路。之後,又研製成CMOS電路。
七十年代初,IC價高利厚,需求巨大,引起了全國建設IC生產企業的熱潮,共有四十多家集成電路工廠建成,四機部所屬廠有749廠(永紅器材廠)、871(天光集成電路廠)、878(東光電工廠)、4433廠(風光電工廠)和4435廠(韶光電工廠)等。各省市所建廠主要有:上海元件五廠、上無七廠、上無十四廠、上無十九廠、蘇州半導體廠、常州半導體廠、北京半導體器件二廠、三廠、五廠、六廠、天津半導體(一)廠、航天部西安691廠等等。
1972年,中國第一塊PMOS型LSI電路在四川永川半導體研究所研製成功。
Ⅲ 半導體器件的研究開始於鍺嗎
奧體器件的研究應該是開始於主,而且這個應該是他在那兒半導體性是非常好的,它的導電性能也是非常好,所以應該是開始於這個。元素。
Ⅳ 半導體的主要材料是什麼
半導體:常溫下導電性能介於導體(conctor)與絕緣體(insulator)之間的材料專。
主要材料:
元素半屬導體:鍺和硅是最常用的元素半導體;
化合物半導體:包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化鎵、磷化鎵等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化鎘、硫化鋅等)、氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體(鎵鋁砷、鎵砷磷等)。
技術科研領域:
(1)集成電路
它是半導體技術發展中最活躍的一個領域,已發展到大規模集成的階段。在幾平方毫米的矽片上能製作幾萬只晶體管,可在一片矽片上製成一台微信息處理器,或完成其它較復雜的電路功能。集成電路的發展方向是實現更高的集成度和微功耗,並使信息處理速度達到微微秒級。
(2)微波器件
半導體微波器件包括接收、控制和發射器件等。毫米波段以下的接收器件已廣泛使用。在厘米波段,發射器件的功率已達到數瓦,人們正在通過研製新器件、發展新技術來獲得更大的輸出功率。
(3)光電子器件
半導體發光、攝象器件和激光器件的發展使光電子器件成為一個重要的領域。它們的應用范圍主要是:光通信、數碼顯示、圖象接收、光集成等。
Ⅳ 什麼是元素半導體呢在元素周期表中有哪些元素為半導體材料呢
鍺、硅、硒、砷化鎵及許多金屬氧化物和金屬硫化物等物體,它們的導電能力介於導體和絕緣體之間,叫做半導體.
鍺、硅、硒、砷 鎵
Ⅵ 半導體歷史發展有哪些
半導體的發現實際上可以追溯到很久以前。
1833年,英國科學家電子學之父法拉第最先發現硫化銀的電阻隨著溫度的變化情況不同於一般金屬,一般情況下,金屬的電阻隨溫度升高而增加,但巴拉迪發現硫化銀材料的電阻是隨著溫度的上升而降低。這是半導體現象的首次發現。
不久,1839年法國的貝克萊爾發現半導體和電解質接觸形成的結,在光照下會產生一個電壓,這就是後來人們熟知的光生伏特效應,這是被發現的半導體的第二個特徵。
1873年,英國的史密斯發現硒晶體材料在光照下電導增加的光電導效應,這是半導體又一個特有的性質。
半導體的這四個效應,(jianxia霍爾效應的余績──四個伴生效應的發現)雖在1880年以前就先後被發現了,但半導體這個名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯首次使用。而總結出半導體的這四個特性一直到1947年12月才由貝爾實驗室完成。
在1874年,德國的布勞恩觀察到某些硫化物的電導與所加電場的方向有關,即它的導電有方向性,在它兩端加一個正向電壓,它是導通的;如果把電壓極性反過來,它就不導電,這就是半導體的整流效應,也是半導體所特有的第三種特性。同年,舒斯特又發現了銅與氧化銅的整流效應。
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人物貢獻:
1、英國科學家法拉第(MIChael Faraday,1791~1867)
在電磁學方面擁有許多貢獻,但較不為人所知的,則是他在1833年發現的其中一種半導體材料。
硫化銀,因為它的電阻隨著溫度上升而降低,當時只覺得這件事有些奇特,並沒有激起太大的火花;
然而,今天我們已經知道,隨著溫度的提升,晶格震動越厲害,使得電阻增加,但對半導體而言,溫度上升使自由載子的濃度增加,反而有助於導電,這也是半導體一個非常重要的物理性質。
2、德國的布勞恩(Ferdinand Braun,1850~1918)。
注意到硫化物的電導率與所加電壓的方向有關,這就是半導體的整流作用。
但直到1906年,美國電機發明家匹卡(G. W. PICkard,1877~1956),才發明了第一個固態電子元件:無線電波偵測器(cat』s whisker),它使用金屬與硅或硫化鉛相接觸所產生的整流功能,來偵測無線電波。
在整流理論方面,德國的蕭特基(Walter Schottky,1886~1976)在1939年,於「德國物理學報」發表了一篇有關整流理論的重要論文,做了許多推論,他認為金屬與半導體間有能障(potential barrier)的存在,其主要貢獻就在於精確計算出這個能障的形狀與寬度。
3、布洛赫(Felix BLOCh,1905~1983)
在這方面做出了重要的貢獻,其定理是將電子波函數加上了周期性的項,首開能帶理論的先河。
另一方面,德國人佩爾斯(Rudolf Peierls, 1907~ ) 於1929年,則指出一個幾乎完全填滿的能帶,其電特性可以用一些帶正電的電荷來解釋,這就是電洞概念的濫觴;
他後來提出的微擾理論,解釋了能隙(Energy gap)存在。
Ⅶ 半導體物理學的主要研究內容
研究半導體原子狀態和電子狀態以及各種半導體器件內部電子過程的學科。是固體物理學的一個分支。研究半導體中的原子狀態是以晶體結構學和點陣動力學為基礎,主要研究半導體的晶體結構、晶體生長,以及晶體中的雜質和各種類型的缺陷。研究半導體中的電子狀態是以固體電子論和能帶理論為基礎,主要研究半導體的電子狀態,半導體的光電和熱電效應、半導體的表面結構和性質、半導體與金屬或不同類型半導體接觸時界面的性質和所發生的過程、各種半導體器件的作用機理和製造工藝等。
滿意請採納,祝你學習進步。
Ⅷ 要成為半導體 元素 ,必要條件要什麼
半導體的元素必要條件多元也復雜,唯有三個基本要件必定要先通過:
1.隨手可得
2.提錬純度極高
3.可以混入可容雜質。
Ⅸ 半導體材料什麼元素
翻元素周期表,找到金屬元素與非金屬元素(是同一行上的)。他們之間的過渡元素就是半導體材料。
比如說
鋁、硅、磷,硅就是半導體材料
Ⅹ 半導體的發明
半導體的發現實際上可以追溯到很久
1833年,英國巴拉迪最先發現硫化銀的電阻隨著溫度的變化情況不同於一般金屬,一般情況下,金屬的電阻隨溫度升高而增加,但巴拉迪發現硫化銀材料的電阻是隨著溫度的上升而降低。這是半導體現象的首次發現。
不久, 1839年法國的貝克萊爾發現半導體和電解質接觸形成的結,在光照下會產生一個電壓,這就是後來人們熟知的光生伏特效應,這是被發現的半導體的第二個特徵。
在1874年,德國的布勞恩觀察到某些硫化物的電導與所加電場的方向有關,即它的導電有方向性,在它兩端加一個正向電壓,它是導通的;如果把電壓極性反過來,它就不導電,這就是半導體的整流效應,也是半導體所特有的第三種特性。同年,舒斯特又發現了銅與氧化銅的整流效應。
1873年,英國的史密斯發現硒晶體材料在光照下電導增加的光電導效應,這是半導體又一個特有的性質。 半導體的這四個效應,(jianxia霍爾效應的余績——四個伴生效應的發現)雖在1880年以前就先後被發現了,但半導體這個名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯首次使用。而總結出半導體的這四個特性一直到1947年12月才由貝爾實驗室完成
超導。。1911年,荷蘭萊頓大學的卡末林—昂內斯意外地發現,將汞冷卻到-268.98°C時,汞的電阻突然消失;後來他又發現許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性
半導體早多了。。
日本那會還天皇呢,搞什麼科技啊