半導體導電粒子是什麼
㈠ 導體和半導體的自由移動粒子是什麼
導體的自由移動粒子有:
金屬內自由移動粒子是電子,帶負電。
液體內自由移動粒子是正、負離子。
半導體內自由移動粒子是電子和空穴。
㈡ 請問什麼叫做載流子
在物理學中,載流子指可以自由移動的帶有電荷的物質微粒,如電子和離子。在半導體物理學中,電子流失導致共價鍵上留下的空位(空穴[1])被視為載流子。金屬中為電子,半導體中有兩種載流子即電子和空穴。
在電場作用下能作定向運動的帶電粒子。如半導體中的自由電子與空穴,導體中的自由電子,電解液中的正、負離子,放電氣體中的離子等。
"載流子" 在學術文獻中的解釋:
1、不論是N型半導體中的自由電子,還是P型半導體中的空穴,它們都參與導電,統稱為「載流子」.「載流子」導電是半導體所特有的
2、關於氣體導電眾所周知,導體之所以容易導電,是因為「導體中存在大量的可以自由移動的帶電物質微粒,稱為載流子.在外電場的作用下,載流子作定向運動,形成明顯的電流」
在半導體中載運電流的帶電粒子——電子和空穴,又稱自由載流子。在一定溫度下,半導體處於熱平衡狀態,半導體中的導電電子濃度n0和空穴濃度p0都保持一個穩定的數值,這種處於熱平衡狀態下的導電電子和空穴稱為熱平衡載流子。
在本徵半導體中只發生熱激發時,電子數目等於空穴數目,這時熱平衡載流子濃度為
式中m0為電子質量,kg;mn*為電子有效質量,kg; mp*為空穴有效質量,kg;k為玻耳茲曼常數,J/K;Eg為禁帶寬度,eV;ni為本徵載流子濃度,cm-3;T為絕對溫度,K。
對於雜質半導體,N型半導體中的電子和P型半導體中的空穴稱為多數載流子(簡稱多子),而N型半導體中的空穴和P型半導體中的電子稱為少數載流子(簡稱少子)。在強電離的情況下,N型半導體中多子濃度nn及少子濃度pn分別為
P型半導體中多子濃度pp及少子濃度np分別為
上二式中ND為施主雜質濃度,cm-3;NA為受主雜質濃度,cm-3。
如果對半導體施加外界作用(如用光的或電的方法),破壞了熱平衡條件,使半導體處於與熱平衡狀態相偏離的狀態,則稱為非平衡狀態。處於非平衡狀態的半導體,其載流子比平衡狀態時多出來的那一部分載流子稱為非平衡載流子。在N型半導體中,把非平衡電子稱為非平衡多數載流子,非平衡空穴稱為非平衡少數載流子。對P型半導體則相反。在半導體器件中,非平衡少數載流子往往起著重要的作用。
載流子壽命 life time of carriers
非平衡載流子在復合前的平均生存時間,是非平衡載流子壽命的簡稱。在熱平衡情況下,電子和空穴的產生率等於復合率,兩者的濃度維持平衡。在外界條件作用下(例如光照),將產生附加的非平衡載流子,即電子—空穴對;外界條件撤消後,由於復合率大於產生率,非平衡載流子將逐漸復合消失掉,最後回復到熱平衡態。非平衡載流子濃度隨時間的衰減規律一般服從exp(-t/τ)的關系,常數τ表示非平衡載流子在復合前的平均生存時間,稱為非平衡載流子壽命。在半導體器件中,由於非平衡少數載流子起主導作用,因此τ常稱為非平衡少數載流子壽命,簡稱少子壽命。τ值范圍一般是10-1~103μs。復合過程大致可分為兩種:電子在導帶和價帶之間直接躍遷,引起一對電子—空穴的消失,稱為直接復合;電子—空穴對也可能通過禁帶中的能級(復合中心)進行復合,稱為間接復合。每種半導體的r並不是取固定值,將隨化學成分和晶體結構的不同而大幅度變化,因此,壽命是一種結構靈敏參數。τ值並不總是越大越好。對於Si單晶棒和晶體管的靜態特性來說,希望τ值大些。但是,對於在高頻下使用的開關管,卻往往需要摻雜(擴散金),以增加金雜質復合中心,降低τ值,提高開關速度。近年來,在電力電子器件生產中,常用電子束輻照代替摻金,降低τ值。在Si和GaAs材料、器件和集成電路生產過程中,τ值是必須經常檢測的重要參數。
㈢ 怎麼理解「當半導體納米粒子的粒徑小於激子波爾半徑時,電子運動的平均自由程縮短」
玻爾半徑是以氫原子為模型提出的,因為外層只有一個電子,玻爾半徑就定義為從原子專核到外面那個電子屬可以運行的軌道的距離。根據能級量子化的觀點,穩態的電子總是處在特定的軌道上。當原子受到擠壓時,會壓縮電子的的運動空間。當物質在高壓狀態下,電子有可能被壓到原子核上。這時的物質密度極大,已經不是我們通常見到的固態、液態或者氣態。這種物態叫超固態。如果壓力進一步增大,電子將被壓縮進原子核,並和質子結合為中子,此時物質完全由中子組成。這種物態叫中子態。地球的地核可能有大量的超固態物質。而中子態則大量出現在中子星上。
㈣ 半導體製冷器件晶棒元件粒子是鉛塊嗎對人身體有害嗎
你這是在網上看到來的東東源。其實它們是同一種物質-----單晶硅,是從沙子中提煉加工出來的產品,物理性質穩定,其本身對人體無毒無害,沒有放射性,原材料來源豐富,用途廣泛。
單晶硅剛生產出來時,是一種不規則多邊形圓柱體,簡稱晶棒,初步加工後做為半導體工業的原材料。半導體工廠用晶棒來生產各種半導體 元件 (包括電腦CPU、半導體製冷器件等),他們在加工生產過程中產生的下角料,可以製成硅粒子,供鋼廠等其他行業再應用。
許多單晶硅企業自己也做元件,所以會有半導體製冷器件、晶棒、元件、粒子等出售
㈤ 粒子物理中波粒二象性以及半導體和絕緣體放在一起如何導電
波粒二象性是性質不是物體,絕緣體不導電。半導體有多種,如果是一塊硅,那麼不導電;如果是一塊鍺,那麼導電;如果是摻了鍺的硅,那麼導電。
㈥ ZnSe是一種光電性能優異的半導體材料,人們開發出了多種制備ZnSe納米粒子的方法.某研究小組用如下方法制
(1)SeO 2 為酸性氧化物,與水反應生成H 2 SeO 3 ,反應方程式為SeO 2 +H 2 O═H 2 SeO 3 ,故答案為:SeO 2 +H 2 O═H 2 SeO 3 ; (2)根據HSeO 4 - H + +SeO 4 2- ,K 2 =1.0×10 -2 (298K),可知Na 2 SeO 4 為強鹼弱酸鹽,SeO 4 2- 離子水解,溶液呈鹼性,水解離子方程式為SeO 4 2- +H 2 O═HSeO 4 - +OH - , 故答案為:鹼性;SeO 4 2- +H 2 O═HSeO 4 - +OH - ; (3)在反應釜中反應物有Zn 2+ 、SeO 3 2- 、N 2 H 4 ,生成物有N 2 ,SeO 3 2- 被還以為-2價的Se,與Zn 2+ 生成ZnSe,根據氧化還原反應得失電子相等和質量守恆定律,離子方程式為 2Zn 2+ +2SeO 3 2- +3N 2 H 4 =2ZnSe+3N 2 ↑+6H 2 O,故答案為:2Zn 2+ +2SeO 3 2- +3N 2 H 4 =2ZnSe+3N 2 ↑+6H 2 O; (4)以N 2 、H 2 為原料,以HCl-NH 4 Cl為電解質溶液構成新型燃料電池,正極發生還原反應,即氮氣被還原生成NH 4 + ,電極反應式為N 2 +6e - +8H + =2NH 4 + ,故答案為:N 2 +6e - +8H + =2NH 4 + . |
㈦ 半導體中的導電物質一般叫什麼這些導電物質有哪幾種
物質按照導電能力的大小可以分為導體、半導體和絕緣體。導體是指電阻回率很小且易於答傳導電流的物質。導體中存在大量可自由移動的帶電粒子稱為載流子。在外電場作用下,載流子作定向運動,形成明顯的電流。不善於傳導電流的物質稱為絕緣體,絕緣體又稱為電介質。它們的電阻率極高。半導體是指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。
半導體材料的種類很多,按其化學成分可以分為元素半導體和化合物半導體;按其是否含有雜質,可以分為本徵半導體和雜質半導體;按其導電類型,可以分為N型半導體和P型半導體。此外,還有磁性半導體、壓電半導體、鐵電半導體、有機半導體、玻璃半導體、氣敏半導體等。
目前廣泛應用的半導體材料有鍺、硅、硒、砷化鎵、磷化鎵、銻化銦等.其中以鍺、硅材料的生產技術較成熟,用的也較多。
㈧ 納米粒子及量子點,納米線及量子線在概念上有何不同
量子點與量子點分子有什麼關系和差別
量子點(quantum dot)是准零維(quasi-zero-dimensional)的納米材料,由少量的原子所構成。粗略地說,量子點三個維度的尺寸都在100納米(nm)以下,外觀恰似一極小的點狀物,其內部電子在各方向上的運動都受到局限,所以量子限域效應(quantum confinement effect)特別顯著。
量子點(quantumdots,QDs)是由有限數目的原子組成,三個維度尺寸均在納米數量級。量子點一般為球形或類球形,是由半導體材料(通常由IIB~ⅥA或IIIA~VA元素組成)製成的、穩定直徑在2~20 nm的納米粒子。量子點是在納米尺度上的原子和分子的集合體,既可由一種半導體材料組成,如由IIB.VIA族元素(如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等)或IIIA.VA族元素(如InP、InAs等)組成,也可以由兩種或兩種以上的半導體材料組成。作為一種新穎的半導體納米材料,量子點具有許多獨特的納米性質。
量子點(英語:Quantum Dot)是在把導帶電子、價帶空穴及激子在三
量子點
個空間方向上束縛住的半導體納米結構。量子點,電子運動在三維空間都受到了限制,因此有時被稱為「人造原子」、「超晶格」、「超原子」或「量子點原子」,是20世紀90年代提出來的一個新概念。 量子點是在把導帶電子、價帶空穴及激子在三個空間方向上束縛住的半導體納米結構。這種約束可以歸結於靜電勢(由外部的電極,摻雜,應變,雜質產生),兩種不同半導體材料的界面(例如:在自組量子點中),半導體的表面(例如:半導體納米晶體),或者以上三者的結合。量子點具有分離的量子化的能譜。所對應的波函數在空間上位於量子點中,但延伸於數個晶格周期中。一個量子點具有少量的(1-100個)整數個的電子、空穴或空穴電子對,即其所帶的電量是元電荷的整數倍。
量子點,又可稱為納米晶,是一種由II-VI族或III-V族元素組成的納米顆粒。量子點的粒徑一般介於1~10nm之間,由於電子和空穴被量子限域,連續的能帶結構變成具有分子特性的分立能級結構,受激後可以發射熒光。基於量子效應,量子點在太陽能電池,發光器件,光學生物標記等領域具有廣泛的應用前景。科學家已經發明許多不同的方法來製造量子點,並預期這種納米材料在二十一世紀的納米電子學(nanoelectronics)上有極大的應用潛力。
小的量子點,例如膠狀半導體納米晶,可以小到只有2到10個納米,這相當於10到50個原子的直徑的尺寸,在一個量子點體積中可以包含100到100,000個這樣的原子.自組裝量子點的典型尺寸在10到50 納米之間。通過光刻成型的門電極 或者刻蝕半導體異質結中的二維電子氣形成的量子點橫向尺寸可以超過100納米。將10納米尺寸的三百萬個量子點首尾 相接排列起來可以達到人類拇指的寬度。
㈨ 本徵半導體中兩種參與導電的粒子分別是什麼
本徵半導體中兩種參與導電的粒子分別是什麼?
本徵半導體中兩種參與導電的粒子是
電子=空穴對。
但不是通常所說的自由電子。