半导体导电粒子是什么
㈠ 导体和半导体的自由移动粒子是什么
导体的自由移动粒子有:
金属内自由移动粒子是电子,带负电。
液体内自由移动粒子是正、负离子。
半导体内自由移动粒子是电子和空穴。
㈡ 请问什么叫做载流子
在物理学中,载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒,如电子和离子。在半导体物理学中,电子流失导致共价键上留下的空位(空穴[1])被视为载流子。金属中为电子,半导体中有两种载流子即电子和空穴。
在电场作用下能作定向运动的带电粒子。如半导体中的自由电子与空穴,导体中的自由电子,电解液中的正、负离子,放电气体中的离子等。
"载流子" 在学术文献中的解释:
1、不论是N型半导体中的自由电子,还是P型半导体中的空穴,它们都参与导电,统称为“载流子”.“载流子”导电是半导体所特有的
2、关于气体导电众所周知,导体之所以容易导电,是因为“导体中存在大量的可以自由移动的带电物质微粒,称为载流子.在外电场的作用下,载流子作定向运动,形成明显的电流”
在半导体中载运电流的带电粒子——电子和空穴,又称自由载流子。在一定温度下,半导体处于热平衡状态,半导体中的导电电子浓度n0和空穴浓度p0都保持一个稳定的数值,这种处于热平衡状态下的导电电子和空穴称为热平衡载流子。
在本征半导体中只发生热激发时,电子数目等于空穴数目,这时热平衡载流子浓度为
式中m0为电子质量,kg;mn*为电子有效质量,kg; mp*为空穴有效质量,kg;k为玻耳兹曼常数,J/K;Eg为禁带宽度,eV;ni为本征载流子浓度,cm-3;T为绝对温度,K。
对于杂质半导体,N型半导体中的电子和P型半导体中的空穴称为多数载流子(简称多子),而N型半导体中的空穴和P型半导体中的电子称为少数载流子(简称少子)。在强电离的情况下,N型半导体中多子浓度nn及少子浓度pn分别为
P型半导体中多子浓度pp及少子浓度np分别为
上二式中ND为施主杂质浓度,cm-3;NA为受主杂质浓度,cm-3。
如果对半导体施加外界作用(如用光的或电的方法),破坏了热平衡条件,使半导体处于与热平衡状态相偏离的状态,则称为非平衡状态。处于非平衡状态的半导体,其载流子比平衡状态时多出来的那一部分载流子称为非平衡载流子。在N型半导体中,把非平衡电子称为非平衡多数载流子,非平衡空穴称为非平衡少数载流子。对P型半导体则相反。在半导体器件中,非平衡少数载流子往往起着重要的作用。
载流子寿命 life time of carriers
非平衡载流子在复合前的平均生存时间,是非平衡载流子寿命的简称。在热平衡情况下,电子和空穴的产生率等于复合率,两者的浓度维持平衡。在外界条件作用下(例如光照),将产生附加的非平衡载流子,即电子—空穴对;外界条件撤消后,由于复合率大于产生率,非平衡载流子将逐渐复合消失掉,最后回复到热平衡态。非平衡载流子浓度随时间的衰减规律一般服从exp(-t/τ)的关系,常数τ表示非平衡载流子在复合前的平均生存时间,称为非平衡载流子寿命。在半导体器件中,由于非平衡少数载流子起主导作用,因此τ常称为非平衡少数载流子寿命,简称少子寿命。τ值范围一般是10-1~103μs。复合过程大致可分为两种:电子在导带和价带之间直接跃迁,引起一对电子—空穴的消失,称为直接复合;电子—空穴对也可能通过禁带中的能级(复合中心)进行复合,称为间接复合。每种半导体的r并不是取固定值,将随化学成分和晶体结构的不同而大幅度变化,因此,寿命是一种结构灵敏参数。τ值并不总是越大越好。对于Si单晶棒和晶体管的静态特性来说,希望τ值大些。但是,对于在高频下使用的开关管,却往往需要掺杂(扩散金),以增加金杂质复合中心,降低τ值,提高开关速度。近年来,在电力电子器件生产中,常用电子束辐照代替掺金,降低τ值。在Si和GaAs材料、器件和集成电路生产过程中,τ值是必须经常检测的重要参数。
㈢ 怎么理解“当半导体纳米粒子的粒径小于激子波尔半径时,电子运动的平均自由程缩短”
玻尔半径是以氢原子为模型提出的,因为外层只有一个电子,玻尔半径就定义为从原子专核到外面那个电子属可以运行的轨道的距离。根据能级量子化的观点,稳态的电子总是处在特定的轨道上。当原子受到挤压时,会压缩电子的的运动空间。当物质在高压状态下,电子有可能被压到原子核上。这时的物质密度极大,已经不是我们通常见到的固态、液态或者气态。这种物态叫超固态。如果压力进一步增大,电子将被压缩进原子核,并和质子结合为中子,此时物质完全由中子组成。这种物态叫中子态。地球的地核可能有大量的超固态物质。而中子态则大量出现在中子星上。
㈣ 半导体制冷器件晶棒元件粒子是铅块吗对人身体有害吗
你这是在网上看到来的东东源。其实它们是同一种物质-----单晶硅,是从沙子中提炼加工出来的产品,物理性质稳定,其本身对人体无毒无害,没有放射性,原材料来源丰富,用途广泛。
单晶硅刚生产出来时,是一种不规则多边形圆柱体,简称晶棒,初步加工后做为半导体工业的原材料。半导体工厂用晶棒来生产各种半导体 元件 (包括电脑CPU、半导体制冷器件等),他们在加工生产过程中产生的下角料,可以制成硅粒子,供钢厂等其他行业再应用。
许多单晶硅企业自己也做元件,所以会有半导体制冷器件、晶棒、元件、粒子等出售
㈤ 粒子物理中波粒二象性以及半导体和绝缘体放在一起如何导电
波粒二象性是性质不是物体,绝缘体不导电。半导体有多种,如果是一块硅,那么不导电;如果是一块锗,那么导电;如果是掺了锗的硅,那么导电。
㈥ ZnSe是一种光电性能优异的半导体材料,人们开发出了多种制备ZnSe纳米粒子的方法.某研究小组用如下方法制
(1)SeO 2 为酸性氧化物,与水反应生成H 2 SeO 3 ,反应方程式为SeO 2 +H 2 O═H 2 SeO 3 ,故答案为:SeO 2 +H 2 O═H 2 SeO 3 ; (2)根据HSeO 4 - H + +SeO 4 2- ,K 2 =1.0×10 -2 (298K),可知Na 2 SeO 4 为强碱弱酸盐,SeO 4 2- 离子水解,溶液呈碱性,水解离子方程式为SeO 4 2- +H 2 O═HSeO 4 - +OH - , 故答案为:碱性;SeO 4 2- +H 2 O═HSeO 4 - +OH - ; (3)在反应釜中反应物有Zn 2+ 、SeO 3 2- 、N 2 H 4 ,生成物有N 2 ,SeO 3 2- 被还以为-2价的Se,与Zn 2+ 生成ZnSe,根据氧化还原反应得失电子相等和质量守恒定律,离子方程式为 2Zn 2+ +2SeO 3 2- +3N 2 H 4 =2ZnSe+3N 2 ↑+6H 2 O,故答案为:2Zn 2+ +2SeO 3 2- +3N 2 H 4 =2ZnSe+3N 2 ↑+6H 2 O; (4)以N 2 、H 2 为原料,以HCl-NH 4 Cl为电解质溶液构成新型燃料电池,正极发生还原反应,即氮气被还原生成NH 4 + ,电极反应式为N 2 +6e - +8H + =2NH 4 + ,故答案为:N 2 +6e - +8H + =2NH 4 + . |
㈦ 半导体中的导电物质一般叫什么这些导电物质有哪几种
物质按照导电能力的大小可以分为导体、半导体和绝缘体。导体是指电阻回率很小且易于答传导电流的物质。导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。在外电场作用下,载流子作定向运动,形成明显的电流。不善于传导电流的物质称为绝缘体,绝缘体又称为电介质。它们的电阻率极高。半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
半导体材料的种类很多,按其化学成分可以分为元素半导体和化合物半导体;按其是否含有杂质,可以分为本征半导体和杂质半导体;按其导电类型,可以分为N型半导体和P型半导体。此外,还有磁性半导体、压电半导体、铁电半导体、有机半导体、玻璃半导体、气敏半导体等。
目前广泛应用的半导体材料有锗、硅、硒、砷化镓、磷化镓、锑化铟等.其中以锗、硅材料的生产技术较成熟,用的也较多。
㈧ 纳米粒子及量子点,纳米线及量子线在概念上有何不同
量子点与量子点分子有什么关系和差别
量子点(quantum dot)是准零维(quasi-zero-dimensional)的纳米材料,由少量的原子所构成。粗略地说,量子点三个维度的尺寸都在100纳米(nm)以下,外观恰似一极小的点状物,其内部电子在各方向上的运动都受到局限,所以量子限域效应(quantum confinement effect)特别显著。
量子点(quantumdots,QDs)是由有限数目的原子组成,三个维度尺寸均在纳米数量级。量子点一般为球形或类球形,是由半导体材料(通常由IIB~ⅥA或IIIA~VA元素组成)制成的、稳定直径在2~20 nm的纳米粒子。量子点是在纳米尺度上的原子和分子的集合体,既可由一种半导体材料组成,如由IIB.VIA族元素(如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等)或IIIA.VA族元素(如InP、InAs等)组成,也可以由两种或两种以上的半导体材料组成。作为一种新颖的半导体纳米材料,量子点具有许多独特的纳米性质。
量子点(英语:Quantum Dot)是在把导带电子、价带空穴及激子在三
量子点
个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。量子点,电子运动在三维空间都受到了限制,因此有时被称为“人造原子”、“超晶格”、“超原子”或“量子点原子”,是20世纪90年代提出来的一个新概念。 量子点是在把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。这种约束可以归结于静电势(由外部的电极,掺杂,应变,杂质产生),两种不同半导体材料的界面(例如:在自组量子点中),半导体的表面(例如:半导体纳米晶体),或者以上三者的结合。量子点具有分离的量子化的能谱。所对应的波函数在空间上位于量子点中,但延伸于数个晶格周期中。一个量子点具有少量的(1-100个)整数个的电子、空穴或空穴电子对,即其所带的电量是元电荷的整数倍。
量子点,又可称为纳米晶,是一种由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1~10nm之间,由于电子和空穴被量子限域,连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构,受激后可以发射荧光。基于量子效应,量子点在太阳能电池,发光器件,光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。科学家已经发明许多不同的方法来制造量子点,并预期这种纳米材料在二十一世纪的纳米电子学(nanoelectronics)上有极大的应用潜力。
小的量子点,例如胶状半导体纳米晶,可以小到只有2到10个纳米,这相当于10到50个原子的直径的尺寸,在一个量子点体积中可以包含100到100,000个这样的原子.自组装量子点的典型尺寸在10到50 纳米之间。通过光刻成型的门电极 或者刻蚀半导体异质结中的二维电子气形成的量子点横向尺寸可以超过100纳米。将10纳米尺寸的三百万个量子点首尾 相接排列起来可以达到人类拇指的宽度。
㈨ 本征半导体中两种参与导电的粒子分别是什么
本征半导体中两种参与导电的粒子分别是什么?
本征半导体中两种参与导电的粒子是
电子=空穴对。
但不是通常所说的自由电子。