無機半導體材料包括哪些
Ⅰ 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。
Ⅱ 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。
Ⅲ 無機非金屬材料主要包括哪幾類
無機非金屬材料
無機非金屬材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、棚化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、棚酸鹽等物質組成的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統稱。元機非金屬材料的提法是20世紀40年代以後,隨著現代科學技術的發展從傳統的硅酸鹽材料演變而來的。元機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料並列的三大材料之一。在晶體結構上,元旦主企是材料的元素結合力主更主Af鍵、共價鍵主豆子-共價混合蟹。這些化學鍵所特有的高鍵能、高鍵強賦予這一大類材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。元機非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,因此,還沒有一個統一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的(傳統的)和先進的(新型的)無機非金屬材料兩大類。傳統的元機非金屬材料是工業和基本建設所必需的基礎材料。如水泥是一種重要的建築材料;耐火材料與高溫技術,尤其與鋼鐵工業的發展關系密切;各種規格的平板玻璃、儀器玻璃和普通的光學玻璃以及日用陶瓷、衛生陶瓷、建築陶瓷、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產、生活休戚相關。它們產量大,用途廣。其他產品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化鋁)、鑄石(輝綠岩、玄武岩等)、碳素材料、非金屬礦(石棉、雲母、大理石等)也都屬於傳統的無機非金屬材料。新型元機非金屬材料是20世紀中期以後發展起來的,具有特殊性能和用途的材料。它們是現代新技術、新產業、傳統工業技術改造、現代國防和生物醫學所不可缺少的物質基礎。主要有先進陶瓷(advanced ceramics)、非晶態材料(noncrystal material〉、人工晶體〈artificial crys-tal〉、無機塗層(inorganic coating)、無機纖維(inorganic fibre〉等。
無機非金屬材料的分類
(1)傳統無機非金屬材料:水泥、玻璃、陶瓷等硅酸材料。
(2)新型無機非金屬材料:半導體材料、超硬耐高溫材料、發光材料等。
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 半導體材料有哪些
在可預見的將來,單晶硅仍是電子工業的首選材料,但砷化鎵這位半導體家族新秀已迅速成長為僅次於硅的重要半導體電子材料。砷化鎵在當代光電子產業中發揮著重要的作用,其產品的50%應用在軍事、航天方面,30%用於通信方面,其餘的用於計算機和測試儀器。
砷化鎵材料的特殊結構使其具備吸引人的優良特性。根據量子力學原理,電子的有效質量越小,它的運動速度就越快,而砷化鎵中電子的有效質量是自由電子質量的1/15,只有硅電子的1/3。用砷化鎵製成的晶體管的開關速度,比硅晶體管快1~4倍,用這樣的晶體管可以製造出速度更快、功能更強的計算機。因為砷化鎵的電子運動速度很高,用它可以制備工作頻率高達1010赫茲的微波器件,在衛星數據傳輸、通信、軍用電子等方面具有關鍵性作用。實際上,以砷化鎵為代表的Ⅲ—Ⅳ族半導體,其最大特點是其光電特性,即在光照或外加電場的情況下,電子激發釋放出光能。它的光發射效率比其他半導體材料高,用它不僅可以製作發光二極體、光探測器,還能製作半導體激光器,廣泛應用於光通信、光計算機和空間技術,開發前景令人鼓舞。
與任何半導體材料一樣,砷化鎵材料對於雜質元素十分敏感,必須精細純化。和硅、鍺等元素半導體不同的是它還要確保准確的化學配比,否則將影響材料的電學性質。
基於以上原因,砷化鎵單晶的制備工藝復雜,成本高昂。我國曾在人造衛星上利用微重力條件進行砷化鎵單晶的生長,取得了成功。此外,薄膜外延生長技術,可以精確控制單晶薄膜的厚度和電阻率,在制備半導體材料和器件中越來越受到重視。
短短十幾年,僅美國研究和開發的砷化鎵產品已逾千種。根據90年代末國際砷化鎵集成電路會議的預測,砷化鎵集成電路的市場銷售額將每年翻一番,形成數十億美元的規模。砷化鎵及其代表的Ⅲ—Ⅳ族化合物半導體家族均身懷絕技,有待於進一步開發。
Ⅵ 無機非金屬材料主要包括哪些材料
無機非金屬材料主要包括二氧化硅氣凝膠、水泥、 玻璃、 陶瓷。
無機非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,因此,還沒有一個統一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的(傳統的)和先進的(新型的)無機非金屬材料兩大類。傳統的無機非金屬材料是工業和基本建設所必需的基礎材料。新型無機非金屬材料是20世紀中期以後發展起來的,具有特殊性能和用途的材料。
在晶體結構上,無機非金屬的晶體結構遠比金屬復雜,並且沒有自由的電子。具有比金屬鍵和純共價鍵更強的離子鍵和混合鍵。
這種化學鍵所特有的高鍵能、高鍵強賦予這一大類材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。
(6)無機半導體材料包括哪些擴展閱讀:
無機非金屬材料材料特性:
普通無機非金屬材料的特點是:耐壓強度高、硬度大、耐高溫、抗腐蝕。此外,水泥在膠凝性能上,玻璃在光學性能上,陶瓷在耐蝕、介電性能上,耐火材料在防熱隔熱性能上都有其優異的特性,為金屬材料和高分子材料所不及。
但與金屬材料相比,它抗斷強度低、缺少延展性,屬於脆性材料。與高分子材料相比,密度較大,製造工藝較復雜。
具有各種物理效應和微觀現象。例如:光敏材料的光-電、熱敏材料的熱-電、壓電材料的力-電、氣敏材料的氣體-電、濕敏材料的濕度-電等材料對物理和化學參數間的功能轉換特性。
參考資料來源:網路—無機非金屬材料
Ⅶ 無機新材料有哪些
太多啦!
比如自有:
特種玻璃(光學玻璃、以中空玻璃和真空玻璃為主節能玻璃、防火耐熱性能玻璃、安全玻璃、生物玻璃、液晶顯示器、太陽能基板、維晶玻璃等)
2.汽車專用玻璃
3.激光晶體、閃爍晶體、光電功能晶體、人造寶石等人工晶體
4.無機纖維6.高性能、耐腐蝕性等新型耐火材料
5.功能性陶瓷、新型結構陶瓷等陶瓷新型材料、部件(感測器、氧、氮、硼化物陶瓷等)
6.透明陶瓷、多孔陶瓷、新能源用關鍵陶瓷材料及器件
7.生物陶瓷材料(人造人體器件)
8.納米材料及製品
9.建築用吸聲、吸波、隔熱、節能材料
10.特種水泥高性能水泥及各類水泥改性添加劑
11.新型牆體材料(包括用固體廢棄物如電廠粉煤灰、礦渣、鋼渣發展新型牆體材料)
12.合成樹脂
Ⅷ 無機非金屬材料包括哪些
①水泥和其他膠凝材料硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰、石膏等; 建築裝飾材料——玻璃②陶瓷粘土質、長石質、滑石質和骨灰質陶瓷等;
③耐火材料硅質、硅酸鋁質、高鋁質、鎂質、鉻鎂質等,玻璃硅酸鹽 ;
④搪瓷 鋼片、鑄鐵、鋁和銅胎等;
⑤鑄石 輝綠岩、玄武岩、鑄石等;
◆研磨材料:氧化硅、氧化鋁、碳化硅等;
◆多孔材料:硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸鹽和硅酸鋁等 ;
◆碳素材料:石墨、焦炭和各種碳素製品等;
◆非金屬礦:粘土、石棉、石膏、雲母、大理石、水晶和金剛石等;
新型無機非金屬材料
◆絕緣材料:
①氧化鋁、氧化鈹、滑石、鎂橄欖石質陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等
②鐵電和壓電材料 鈦酸鋇系、鋯鈦酸鉛系材料等
◆磁性材料:
①錳—鋅、鎳—鋅、錳—鎂、鋰—錳等鐵氧體、磁記錄和磁泡材料等;
②導體陶瓷 鈉、鋰、氧離子的快離子導體和碳化硅等; 最早的無機非金屬材料-天然石材③半導體陶瓷 鈦酸鋇、氧化鋅、氧化錫、氧化釩、氧化鋯等過濾金屬元素氧化物系材料等.
◆光學材料:釔鋁石榴石激光材料,氧化鋁、氧化釔透明材料和石英系或多組分玻璃的光導纖維等
◆高溫結構陶瓷:
①高溫氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等難熔化合物超硬材料 碳化鈦、人造金剛石和立方氮化硼等
②人工晶體 鋁酸鋰、鉭酸鋰、砷化鎵、氟金雲母等
◆生物陶瓷:長石質齒材、氧化鋁、磷酸鹽骨材和酶的載體材料等
◆無機復合材料:陶瓷基、金屬基、碳素基的復合材料傳統無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的比較傳統無機非金屬材料新型無機非金屬材料具有性質穩定,抗腐蝕耐高溫等優點,但質脆,經不起熱沖擊.除具有傳統無機非金屬材料的優點外,還有某些特徵如:強度高、具有電學、光學特性和生物功能等.
Ⅸ 無機材料有哪些
無機材料分為金屬材料,無機非金屬材料,無機非金屬材料主要是傳統無機非材料,水泥玻璃陶瓷等,金屬分的我不太清楚。我主修水泥的。