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金屬過剩屬於什麼類型半導體

發布時間: 2021-03-13 09:00:06

『壹』 半導體的類型


結晶型的硅是暗黑藍色的,很脆,是典型的半導體。化學性質非常穩定。在常溫下,除氟化氫以外,很難與其他物質發生反應。

硅的用途:

①高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半導體;摻入微量的第VA族元素,形成n型和p型半導體結合在一起,就可做成太陽能電池,將輻射能轉變為電能。在開發能源方面是一種很有前途的材料。

金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結,製成金屬陶瓷復合材料,它耐高溫,富韌性,可以切割,既繼承了金屬和陶瓷的各自的優點,又彌補了兩者的先天缺陷。 可應用於軍事武器的製造第一架太空梭「哥倫比亞號」能抵擋住高速穿行稠密大氣時磨擦產生的高溫,全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。

③光導纖維通信,最新的現代通信手段。用純二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纖維,激光在玻璃纖維的通路里,無數次的全反射向前傳輸,代替了笨重的電纜。光纖通信容量高,一根頭發絲那麼細的玻璃纖維,可以同時傳輸256路電話,它還不受電、磁干擾,不怕竊聽,具有高度的保密性。光纖通信將會使 21世紀人類的生活發生革命性巨變。

④性能優異的硅有機化合物。例如有機硅塑料是極好的防水塗布材料。在地下鐵道四壁噴塗有機硅,可以一勞永逸地解決滲水問題。在古文物、雕塑的外表,塗一層薄薄的有機硅塑料,可以防止青苔滋生,抵擋風吹雨淋和風化。天安門廣場上的人民英雄紀念碑,便是經過有機硅塑料處理表面的,因此永遠潔白、清新。

發現

1822年,瑞典化學家白則里用金屬鉀還原四氟化硅,得到了單質硅。

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名稱由來

源自英文silica,意為「硅石」。

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分布

硅主要以化合物的形式,作為僅次於氧的最豐富的元素存在於地殼中,約佔地表岩石的四分之一,廣泛存在於硅酸鹽和硅石中。

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制備

工業上,通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而製得。

化學反應方程式:

SiO2 + 2C → Si + 2CO

這樣製得的硅純度為97~98%,叫做金屬硅。再將它融化後重結晶,用酸除去雜質,得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。如要將它做成半導體用硅,還要將其轉化成易於提純的液體或氣體形式,再經蒸餾、分解過程得到多晶硅。如需得到高純度的硅,則需要進行進一步的提純處理。

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同位素

已發現的硅的同位素共有12種,包括硅25至硅36,其中只有硅28,硅29,硅30是穩定的,其他同位素都帶有放射性。

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用途

硅是一種半導體材料,可用於製作半導體器件和集成電路。還可以合金的形式使用(如硅鐵合金),用於汽車和機械配件。也與陶瓷材料一起用於金屬陶瓷中。還可用於製造玻璃、混凝土、磚、耐火材料、硅氧烷、硅烷。

硅的特性 鋁 - 硅 - 磷







?

元素周期表

總體特性

名稱, 符號, 序號 硅、Si、14

系列 類金屬

族, 周期, 元素分區 14族(IVA), 3, p

密度、硬度 2330 kg/m3、6.5

顏色和外表 深灰色、帶藍色調

地殼含量 25.7%

原子屬性

原子量 28.0855 原子量單位

原子半徑(計算值) 110(111)pm

共價半徑 111 pm

范德華半徑 210 pm

價電子排布 [氖]3s23p2

電子在每能級的排布 2,8,4

氧化價(氧化物) 4(兩性的)

晶體結構 面心立方

物理屬性

物質狀態 固態

熔點 1687 K(1414 °C)

沸點 3173 K(2900 °C)

摩爾體積 12.06×10-6m3/mol

汽化熱 384.22 kJ/mol

熔化熱 50.55 kJ/mol

蒸氣壓 4.77 帕(1683K)

聲速 無數據

其他性質

電負性 1.90(鮑林標度)

比熱 700 J/(kg·K)

電導率 2.52×10-4 /(米歐姆)

熱導率 148 W/(m·K)

第一電離能 786.5 kJ/mol

第二電離能 1577.1 kJ/mol

第三電離能 3231.6 kJ/mol

第四電離能 4355.5 kJ/mol

第五電離能 16091 kJ/mol

第六電離能 19805 kJ/mol

第七電離能 23780 kJ/mol

第八電離能 29287 kJ/mol

第九電離能 33878 kJ/mol

第十電離能 38726 kJ/mol

最穩定的同位素

同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量

MeV 衰變產物

28Si 92.23 % 穩定

29Si 4.67 % 穩定

30Si 3.1 % 穩定

32Si 人造 276年 β衰變 0.224 32P

核磁公振特性

29Si

核自旋 1/2

元素名稱:硅

元素原子量:28.09

元素類型:非金屬

發現人:貝采利烏斯 發現年代:1823年

發現過程:

1823年,瑞典的貝采利烏斯,用氟化硅或氟硅酸鉀與鉀共熱,得到粉狀硅。

元素描述:

由無定型和晶體兩種同素異形體。具有明顯的金屬光澤,呈灰色,密度2.32-2.34克/厘米3,熔點1410℃,沸點2355℃,具有金剛石的晶體結構,電離能8.151電子伏特。加熱下能同單質的鹵素、氮、碳等非金屬作用,也能同某些金屬如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶於一般無機酸中,可溶於鹼溶液中,並有氫氣放出,形成相應的鹼金屬硅酸鹽溶液,於赤熱溫度下,與水蒸氣能發生作用。硅在自然界分布很廣,在地殼中的原子百分含量為16.7%。是組成岩石礦物的一個基本元素,以石英砂和硅酸鹽出現。

元素來源:

用鎂還原二氧化硅可得無定形硅。用碳在電爐中還原二氧化硅可得晶體硅。電子工業中用的高純硅則是用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅而製得。

元素用途:

用於製造高硅鑄鐵、硅鋼等合金,有機硅化合物和四氯化硅等,是一種重要的半導體材料,摻有微量雜質得硅單晶可用來製造大功率的晶體管,整流器和太陽能電池等。

元素輔助資料:

硅在地殼中的含量是除氧外最多的元素。如果說碳是組成一切有機生命的基礎,那麼硅對於地殼來說,佔有同樣的位置,因為地殼的主要部分都是由含硅的岩石層構成的。這些岩石幾乎全部是由硅石和各種硅酸鹽組成。

長石、雲母、黏土、橄欖石、角閃石等等都是硅酸鹽類;水晶、瑪瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。但是,硅與氧、碳不同,在自然界中沒有單質狀態存在。這就註定它的發現比碳和氧晚。

拉瓦錫曾把硅土當成不可分割的物質——元素。

1823年,貝齊里烏斯將氟硅酸鉀(K2SiF6)與過量金屬鉀共熱製得無定形硅。盡管之前也有不少科學家也製得過無定形硅,但直到貝齊里烏斯將製得的硅在氧氣中燃燒,生成二氧化硅——硅土,硅才被確定為一種元素。硅被命名為silicium,元素符號是Si。

【gui】



silicon;



guī

〈名〉

一種四價的非金屬元素,以化合物的形式,作為僅次於氧的最豐富的元素存在於地殼中,通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而製得的,主要以合金的形式使用(如硅鐵合金),也與陶瓷材料一起用於金屬陶瓷中,或用作半導體材料(如在晶體管中)和光生電池的元件 [silicon]――元素符號Si

一種非金屬元素,是一種半導體材料,可用於製作半導體器件和集成電路。舊稱「矽」。

元素符號Si,舊稱矽,原子序數14,相對原子質量28.09,有無定形和晶體兩種同素異形體。
晶體硅為鋼灰色,無定形硅為黑色,密度2.4g/cm3,熔點1420℃,沸點2355℃,晶體硅屬於原子晶體,硬而有光澤,有半導體性質。硅的化學性質比較活潑,在高溫下能與氧氣等多種元素化合,不溶於水、硝酸和鹽酸,溶於氫氟酸和鹼液,用於造制合金如硅鐵、硅鋼等,單晶硅是一種重要的半導體材料,用於製造大功率晶體管、整流器、太陽能電池等。硅在自然界分布極廣,地殼中約含27.6%,主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。

硅,原子序數14,原子量28.0855,元素名來源於拉丁文,原意是「燧石」。1823年瑞典化學家貝采利烏斯首先分離和描述硅元素。硅約佔地殼總重量的27.72%,僅次於氧。自然界中的硅都以含氧化合物的形式存在。常見的有石英、水晶、沙子等。

硅有晶態和無定形兩種形式。晶態硅具有金剛石晶格,硬而脆,熔點1410°C,沸點2355°C,密度2.32~2.34克/厘米³,硬度為7。無定形硅是一種灰黑色粉末,實際是微晶體。晶態硅的電導率不及金屬,且隨溫度升高而增加,具有明顯的半導體性質。

硅在常溫下不活潑,與空氣、水和酸等沒有明顯作用;在加熱下,能與鹵素反應生成四鹵化硅;650°C,時硅開始與氧完全反應;硅單質在高溫下還能與碳、氮、硫等非金屬單質反應;硅可間接生成一系列硅的氫化物;硅還能與鈣、鎂、鐵等化合,生成金屬硅化物。

超純的單晶硅可作半導體材料。粗的單晶硅及其金屬互化物組成的合金,常被用來增強鋁、鎂、銅等金屬的強度。
參考資料:http://ke..com/view/4748.htm

『貳』 金屬導體與半導體有什麼樣的區別

金屬導體與半導體的顯著差別在於金屬的電阻率隨著溫度的升高而升高,而半導體的電阻率隨著溫度的升高而降低。

『叄』 哪些屬於導體,半導體,絕緣體

導體:如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等金屬、人體、大地、鹽水、金屬、濕的木材。
絕緣回體:如金剛石、人工晶體答、琥珀、陶瓷、橡膠、塑料、橡膠、玻璃,陶瓷,各種天然礦物油、硅油、三氯聯苯等;氣體的如空氣、二氧化碳、六氟化硫等。
半導體材料有很多種,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Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化鎵、磷化鎵等)、Ⅱ-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,還有非晶態的有機物半導體等。

『肆』 半導體器件中 金屬半導體結構和金屬絕緣體半導體各自的特點和用途

固體能夠來導電是固體中的電子在外場自作用下做定向運動的結果.從能帶理論看,是電子從一個能級躍遷到另一個能級上去. 對於滿帶,其中能級已被電子占滿,在外電場的作用下滿帶中的電子並不形成電流,對導電沒有貢獻.對於被電子部分佔滿的能帶,在外電場的作用下,電子可以從外電場中吸收能量躍遷到未被電子占據的能級去,形成了電流,起導電作用. 金屬中,由於組成金屬的原子中的價電子占據的能級是部分佔滿的,所以金屬是良好的導體. 絕緣體和半導體類似,下面都是已被電子占滿的滿帶,中間是禁帶,上面是空帶.所以在熱力學零度時,在外電場的作用下並不導電.當外界條件變化時,就有少量電子被激發到空帶上去,在外場作用下就會參與導電.而絕緣體只是禁帶寬度太大,激發電子需要很大的能量,在通常溫度下,激發上去的電子很小,導電性差.

『伍』 半導體有什麼特性

半導體具有特性有:可摻雜性、熱敏性、光敏性、負電阻率溫度、可整流性。

半導版體材料除了用於製造大規模權集成電路之外,還可以用於功率器件、光電器件、壓力感測器、熱電製冷等用途;利用微電子的超微細加工技術,還可以製成MEMS(微機械電子系統),應用在電子、醫療領域。

半導體是指導電性能介於導體和絕緣體之間的材料。通過摻入雜質來改變其導電性能,人為控制它導電或者不導電以及導電的容易程度。

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半導體的四種分類方法

1、按化學成分: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、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物、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。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。

2、按製造技術: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。

3、按應用領域、設計方法分類:按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規模進行分類的方法。

4、按所處理的信號:可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。

『陸』 半導體與金屬相比較有什麼特點

半導體與金屬相比較有什麼特點
半導體是導電能力介於導體和絕緣體之間的物質.它的重要特性專表現在以屬下幾個方面:
(1)熱敏性 半導體材料的電阻率與溫度有密切的關系.溫度升高,半導體的電阻率會明顯變小.例如純鍺(Ge),溫度每升高10度,其電阻率就會減少到原來的一半.
(2)光電特性 很多半導體材料對光十分敏感,無光照時,不易導電;受到光照時,就變的容易導電了.例如,常用的硫化鎘半導體光敏電阻,在無光照時電阻高達幾十兆歐,受到光照時電阻會減小到幾十千歐.半導體受光照後電阻明顯變小的現象稱為「光導電」.利用光導電特性製作的光電器件還有光電二極體和光電三極體等.

『柒』 有什麼金屬是半導體的

常用的半導體材料分為元素半導體和化合物半導體。元素半導體是由單一版元素製成的半導體材權料。主要有硅、鍺、硒等,以硅、鍺應用最廣。化合物半導體分為二元系、三元系、多元系和有機化合物半導體。二元系化合物半導體有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化鎘、硒化鎘、碲化鋅、硫化鋅等)、Ⅳ-Ⅵ族(如硫化鉛、硒化鉛等)、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化硅)化合物。三元系和多元系化合物半導體主要為三元和多元固溶體,如鎵鋁砷固溶體、鎵鍺砷磷固溶體等。有機化合物半導體有萘、蒽、聚丙烯腈等,還處於研究階段。

此外,還有非晶態和液態半導體材料,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。制備不同的半導體器件對半導體材料有不同的形態要求,包括單晶的切片、磨片、拋光片、薄膜等。半導體材料的不同形態要求對應不同的加工工藝。常用的半導體材料制備工藝有提純、單晶的制備和薄膜外延生長。

『捌』 金屬和半導體一樣嗎

不一樣……

金屬是導體……

半導體具有單向導電性……

詳情請ke..com……

『玖』 什麼才算是半導體和一般金屬有啥區別

半導體不是 金屬

從物理上定義 就是 禁帶 遠小於 絕緣體的 材料
或者可以理解為 很容易 讓不導電的材料 變成導電的材料
常用的是硅半導體
當然還有金屬氧化物 等很多

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