什麼樣的元素具有半導體性質

⑴ 半導體的類型

硅
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。

②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

碳

硅

鍺

?

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】

硅

silicon；

硅

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

⑵ 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。

⑶ 能做半導體的元素有什麼有什麼化學性質謝謝

在元素周期表中金屬和非金屬的分界處，可以找到半導體材料，如硅、鍺、鎵等
另外還有半導體的特性：
半導體是導電能力介於導體和絕緣體之間的物質。它的重要特性表現在以下幾個方面：

（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。

近年來廣泛使用著一種半導體發光器件--發光二極體，它通過電流時能夠發光，把電能直接轉成光能。目前已製作出發黃，綠，紅，藍幾色的發光二極體，以及發出不可見光紅外線的發光二極體。

另一種常見的光電轉換器件是硅光電池，它可以把光能直接轉換成電能，是一種方便的而清潔的能源。

（3）攙雜特性 純凈的半導體材料電阻率很高，但摻入極微量的「雜質」元素後，其導電能力會發生極為顯著的變化。例如，純硅的電阻率為214×1000歐姆/厘米，若摻入百萬分之一的硼元素，電阻率就會減小到0.4歐姆/厘米。因此，人們可以給半導體摻入微量的某種特定的雜質元素，精確控制它的導電能力，用以製作各種各樣的半導體器件。

⑷ 半導體材料什麼元素

元素半導體材料是指由單體元素構成的半導體材料。
共有12種元素具有半導體性質：
硅、鍺、硼、碲、碘及碳、磷、砷、硫、銻、錫的某種同素異形體。

⑸ 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。

⑹ 半導體的電導率在什麼范圍

半導體通常是指導電率介於導體與絕緣體之間的材料。電導率的范圍是：10＾（－8）→10³ （西門子／厘米）。

電導率低於10＾（－8）西門子／厘米）的材料稱為絕緣體。電導率高於10³（西門子／厘米）的材料稱為導體。所有的導體都有大量的自由電子。電阻是指導體內阻礙電流流動的能力，電阻率越大，阻礙電流的能力就越強．電導率的倒數就是電阻率。

(6)什麼樣的元素具有半導體性質擴展閱讀：

半導體的分類：

1、元素半導體：

元素半導體是指單一元素構成的半導體，其中對硅、錫的研究比較早。它是由相同元素組成的具有半導體特性的固體材料，容易受到微量雜質和外界條件的影響而發生變化。目前， 只有硅、鍺性能好，運用的比較廣，硒在電子照明和光電領域中應用。

2、無機合成物半導體：

無機合成物主要是通過單一元素構成半導體材料，當然也有多種元素構成的半導體材料，主要的半導體性質有I族與V、VI、VII族；II族與IV、V、VI、VII族；III族與V、VI族；IV族與IV、VI族；V族與VI族；VI族與VI族的結合化合物，但受到元素的特性和製作方式的影響。

不是所有的化合物都能夠符合半導體材料的要求。這一半導體主要運用到高速器件中，InP製造的晶體管的速度比其他材料都高，主要運用到光電集成電路、抗核輻射器件中。

3、有機合成物半導體：

有機化合物是指含分子中含有碳鍵的化合物，把有機化合物和碳鍵垂直，疊加的方式能夠形成導帶，通過化學的添加，能夠讓其進入到能帶，這樣可以發生電導率，從而形成有機化合物半導體。這一半導體和以往的半導體相比，具有成本低、溶解性好、材料輕加工容易的特點。

4、非晶態半導體：

它又被叫做無定形半導體或玻璃半導體，屬於半導電性的一類材料。它主要是通過改變原子相對位置，改變原有的周期性排列，形成非晶硅。晶態和非晶態主要區別於原子排列是否具有長程序。非晶態半導體的性能控制難，隨著技術的發明，非晶態半導體開始使用。

⑺ 元素半導體的構成

具有半導體特性的元素，如硅、鍺、硼、硒、碲、碳、碘等組成的材料。其導電能力介乎導體和絕緣體之間。一般電阻率在10-7～10-3之間。主要採用直拉法、區熔法或外延法制備。工業上應用最多的是硅、鍺、硒。用於製作各種晶體管、整流器、集成電路、太陽能電池等方面。其他硼、碳(金剛石、石墨)、碲、碘及紅磷、灰砷、灰銻、灰鉛、硫也是半導體，但都尚未得到應用。

⑻ 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

⑼ 半導體材料有哪些

鍺和硅是最常來用的元源素半導體；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，還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。

⑽ 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。