金剛石結構的半導體有哪些

『壹』 半導體常見的晶體結構

一、導體
1、導體原子結構

銅是良導體，其原子結構見圖1，第一層個電子，第二層8個電子，第三層18個電子，最外層只有一個電子。

圖1：銅原子結構圖

2、價帶與核心

原子的最外層電子軌道稱為價帶軌道，他決定著原子的電特性，銅原子內部簡化見圖2，叫做核心。

圖2：通原子的核心

3、自由電子

原子核心與價電子之間的吸引力很小，外力非常容易使這個電子脫離銅原子，這就是價電子經常稱為自由電子的原子的原因，也是銅成為良導體的原因，外加微小的電壓，自由電子就在電場的作用下形成定向移動，也就是形成電流。最好的導體是銅、銀、金，他們都可以用圖2的核心圖表示。

二、半導體
最好的導體都有一個價電子，最好的絕緣體都有8個價電子，半導體介於導體和半導體之間，最好的半導體都有4個價電子。

1、鍺半導體

早期半導體元器件使用的唯一原材料，但是鍺半導體存著致命的缺陷，反向電流過大，後來硅半導體的實用化，大部分器件開始使用硅製造！鍺應用的很少了。

2、硅半導體

硅是地球上除氧外含量最豐富的元素，早期硅的提純技術制約了硅的應用，提純技術突破後，硅成為半導體的首要材料，硅的原子結構和核心見圖3和圖4。

圖3：硅原子結構圖

圖4：硅原子核心

三、硅晶體
硅原子結合成固體時，他們排列具有規律性，稱為硅晶體。

1、共價鍵

硅晶體中的的共價鍵，見圖5。

圖5：硅晶體中的共價鍵

2、價帶飽和

每個硅原子價帶軌道中都有8個電子，8個電子的穩定結構使硅形成穩定的固體，沒有人知道為什麼原子的最外層軌道為什麼都趨向於8個電子，如果一個元素最外層沒有8個電子，那麼這個元素就與其它元素結合共享電子，以使最外層達到8個電子。

3、空穴

在一定的溫度下，硅晶體形成一個自由電子的同時會產生一個空穴，即空穴和電子成對出現。

圖6：自由電子和空穴

4、復合與壽命

純凈的硅中，電子和空穴會結合，導致電子和空穴的消失，稱為復合，一定條件下，產生的電子和空穴與復合的速度是平衡的，也就是電子和空穴的濃度保持一個穩定的水平。

四、本徵半導體
本徵半導體是指純凈半導體，如果晶體中每個原子都是硅原子就稱為硅本徵半導體。

1、自由電子的流動

假設本徵半導體中只有一個空穴和電子，圖7中電子在正極的吸引下，負極電場的排斥下，從右側向左側運動，形成電子的流動。

圖7：

『貳』 金剛石及與金剛石結構相關的晶體有哪些

結構相關？
結構相似？
具有與金剛石晶體相似的晶體有單晶硅和二氧化硅

『叄』 金剛石結構的結構

金剛石結構分為：等軸晶系四面六面體立方體與六方晶系鑽石。

在鑽石晶體中，碳原子按四面體成鍵方式互相連接，組成無限的三維骨架，是典型的原子晶體。每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵，構成正四面體。

由於鑽石中的C-C鍵很強，所以所有的價電子都參與了共價鍵的形成，沒有自由電子，所以鑽石不僅硬度大，熔點極高，而且不導電。在工業上，鑽石主要用於製造鑽探用的探頭和磨削工具，形狀完整的還用於製造手飾等高檔裝飾品，其價格十分昂貴。

鑽石的摩氏硬度為10；由於在自然界物質中硬度最高，鑽石的切削和加工必須使用鑽石粉來進行。鑽石的密度為3.52g/立方厘米，折射率為2.417，色散率為0.044。

(3)金剛石結構的半導體有哪些擴展閱讀

金剛石化學性質穩定，具有耐酸性和耐鹼性。

金剛石還具有非磁性、不良導電性、親油疏水性和摩擦生電性等。唯Ⅱb型金剛石具良好的半導體性能。根據金剛石的氮雜質含量和熱、電、光學性質的差異，可將金剛石分為Ⅰ型和Ⅱ型兩類，並進一步細分為Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四個亞類。

Ⅰ型金剛石，特別是Ⅰa亞型，為常見的普通金剛石，約占天然金剛石總量的98%。Ⅰ型金剛石均含有一定數量的氮，具有較好的導熱性、不良導電性和較好的晶形。

Ⅱ型金剛石極為罕見，含極少或幾乎不含氮，具有良好的導熱性和曲面晶體的特點。Ⅱb亞型金剛石具半導電性。由於Ⅱ型金剛石的性能優異，因此多用於空間技術和尖端工業。

『肆』 半導體物理金剛石結構有什麼特點

其實半導體物理學已經夠基礎了~學過大學物理就行了！除非你要學的是高等半導體物理，那就得量子力學、固體物理、固體理論等等都要涉及
,

『伍』 為什麼金剛石不導電,而硅,鍺均為半導體

結構是相同的。但是問題不是出在這里。
想要弄明白這個問題，首先要了解專能帶理論屬。
簡單介紹一下能帶理論
能帶理論是對金屬而言的，最簡單的是鋰。能帶理論是對金屬晶體運用分子軌道理論宏觀表現。
把所有鋰原子的2s能級線性組合，形成一個導帶和價帶。對於鋰金屬晶體而言，價帶正好填滿，導帶是空的。金屬的導帶和價帶沒有能量差，所以電子可以在價帶和導帶自由躍遷。所以是導電的。
可以把金剛石，硅，鍺，都利用相似的方法來看。他們都是sp3雜化的，把這些sp3軌道線性組合生成分子軌道-成鍵sigma和反鍵sigma。價帶（成鍵sigma）正好是填滿的，導帶（反鍵sigma）是空的。但是對於金剛石而言，導帶和價帶之間的能量差是5.5eV，是非常大的。所以是不導點的。順著這一族元素往下走，能級差越來越小，到硅，鍺已經是半導體。在往下錫，鉛就是導體（金屬）了。
如果你在讀高中或者初中的話，應該還沒法理解，就作為課外興趣讀讀吧。如果你在讀大學的話，翻閱相關的化學書，找一下能帶理論的部分讀讀。

『陸』 常見的半導體材料有什麼

半導體材料（semiconctor material）是一類具有半導體性能（導電能力介於導體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·～1GΩ·cm范圍內）、可用來製作半導體器件和集成電路的電子材料。
半導體材料可按化學組成來分，再將結構與性能比較特殊的非晶態與液態半導體單獨列為一類。按照這樣分類方法可將半導體材料分為元素半導體、無機化合物半導體、有機化合物半導體和非晶態與液態半導體。
元素半導體 在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布著11種具有半導性的元素，下表的黑框中即這11種元素半導體,其中C表示金剛石。C、P、Se具有絕緣體與半導體兩種形態;B、Si、Ge、Te具有半導性；Sn、As、Sb具有半導體與金屬兩種形態。P的熔點與沸點太低,Ⅰ的蒸汽壓太高、容易分解，所以它們的實用價值不大。As、Sb、Sn的穩定態是金屬，半導體是不穩定的形態。B、C、Te也因制備工藝上的困難和性能方面的局限性而尚未被利用。因此這11種元素半導體中只有Ge、Si、Se 3種元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半導體材料中應用最廣的兩種材料。
據美國物理學家組織網近日報道，一個國際科研團隊首次研製出了一種含巨大分子的有機半導體材料，其結構穩定，擁有卓越的電學特性，而且成本低廉，可被用於製造現代電子設備中廣泛使用的場效應晶體管。
科學家們表示，最新研究有望讓人造皮膚、智能綳帶、柔性顯示屏、智能擋風玻璃、可穿戴的電子設備和電子牆紙等變成現實。
在目前的消費市場上，電子產品都很昂貴，主要因為電視機、電腦和手機等電子產品都由硅製成，製造成本很高;而碳基(塑料)有機電子產品不僅製造方便、成本低廉，而且輕便柔韌可彎曲，代表了「電子設備無處不在」這一未來趨勢。
以前的研究表明，碳結構越大，其性能越優異。但科學家們一直未曾研究出有效的方法來製造更大的、穩定的、可溶解的碳結構以進行研究，直到此次祖切斯庫團隊研製出這種新的用於製造晶體管的有機半導體材料。
有機半導體是一種塑料材料，其擁有的特殊結構讓其具有導電性。在現代電子設備中，電路使用晶體管控制不同區域之間的電流。科學家們對新的有機半導體材料進行了研究並探索了其結構與電學屬性之間的關系。

『柒』 金剛石結構的性質

金剛石結構分為等軸晶系四面六面體立方體與六方晶系鑽石。

在鑽石晶體中，內碳原子按四面容體成鍵方式互相連接，組成無限的三維骨架，是典型的原子晶體。每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵，構成正四面體。由於鑽石中的C-C鍵很強，所以所有的價電子都參與了共價鍵的形成，沒有自由電子，所以鑽石不僅硬度大，熔點極高，而且不導電。

鑽石的摩氏硬度為10；由於在自然界物質中硬度最高，鑽石的切削和加工必須使用鑽石粉來進行。鑽石的密度為3.52g/cm3，折射率為2.417，色散率為0.044。

(7)金剛石結構的半導體有哪些擴展閱讀：

金剛石是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的單質晶體，是指經過琢磨的金剛石。金剛石是無色正八面體晶體，其成分為純碳，由碳原子以四價鍵鏈接，為目前已知自然存在最硬物質。

由於金剛石中的C-C鍵很強，所有的價電子都參與了共價鍵的形成，沒有自由電子，所以金剛石硬度非常大，熔點在華氏6900度，金剛石在純氧中燃點為720~800℃，在空氣中為850~1000℃，而且不導電。

『捌』 常見的半導體材料有什麼

半導體材料可按化學組成來分，再將結構與性能比較特殊的非晶態與液態半導體單獨列為一類。按照這樣分類方法可將半導體材料分為元素半導體、無機化合物半導體、有機化合物半導體和非晶態與液態半導體。 元素半導體 在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布著11種具有半導性的元素，下表的黑框中即這11種元素半導體,其中C表示金剛石。C、P、Se具有絕緣體與半導體兩種形態;B、Si、Ge、
Te具有半導性；Sn、As、Sb具有半導體與金屬兩種形態。P的熔點與沸點太低,Ⅰ的蒸汽壓太高、容易分解，所以它們的實用價值不大。As、Sb、Sn的穩定態是金屬，半導體是不穩定的形態。B、C、Te也因制備工藝上的困難和性能方面的局限性而尚未被利用。因此這11種元素半導體中只有Ge、Si、Se 3種元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半導體材料中應用最廣的兩種材料。 無機化合物半導體 分二元系、三元系、四元系等。 二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有閃鋅礦的結構。②Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb組成，典型的代表為GaAs。它們都具有閃鋅礦結構,它們在應用方面僅次於Ge、Si,有很大的發展前途。③Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物，是一些重要的光電材料。ZnS、CdTe、HgTe具有閃鋅礦結構。④Ⅰ－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具有閃鋅礦結構。⑤Ⅴ-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等是重要的溫差電材料。⑥第四周期中的B族和過渡族元素Cu、 Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,為主要的熱敏電阻材料。⑦某些稀土族元素 Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm與Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。 除這些二元系化合物外還有它們與元素或它們之間的固溶體半導體，例如Si-AlP、Ge-GaAs、InA
s-InSb、AlSb-GaSb、InAs-InP、GaAs-GaP等。研究這些固溶體可以在改善單一材料的某些性能或開辟新的應用范圍方面起很大作用。 三元系包括：族:這是由一個Ⅱ族和一個Ⅳ族原子去替代Ⅲ－Ⅴ族中兩個Ⅲ族原子所構成的。例如ZnSiP2、ZnGeP2、ZnGeAs2、CdGeAs2、CdSnSe2等。族：這是由一個Ⅰ族和一個Ⅲ族原子去替代Ⅱ-Ⅵ族中兩個Ⅱ族原子所構成的, 如 CuGaSe2、AgInTe2、 AgTlTe2、CuInSe2、CuAlS2等。：這是由一個Ⅰ族和一個Ⅴ族原子去替代族中兩個Ⅲ族原子所組成,如Cu3AsSe4、Ag3AsTe4、Cu3SbS4、Ag3SbSe4等。此外，還有它的結構基本為閃鋅礦的四元系（例如Cu2FeSnS4）和更復雜的無機化合物。 有機化合物半導體 已知的有機半導體有幾十種，熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，它們作為半導體尚未得到應用。
非晶態與液態半導體 這類半導體與晶態半導體的最大區別是不具有嚴格周期性排列的晶體結構。