材料世界中,我们常常按照其导电性进行分类。导体,如金属、石墨以及人体,因其出色的导电性而得名。绝缘体,诸如橡胶、塑料和干燥的木头,它们的导电能力则相对较弱,甚至可忽略不计。而半导体,如硅和锗,其导电能力则巧妙地介于导体与绝缘体之间。
按照导电性,材料可分为三类:
半导体是什么意思?
半导体(semiconductor) 指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用,如二极管就是采用半导体制作的器件。
无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。
半导体现今通常把例如硅(Si)等一类导体称为半导体。这类导体的电阻率介乎金属与绝缘体之间,且随温度的升高而迅速减小。这类材料中存在一定量的自由电子和空穴,后者可看作带有正电荷的载流子。与金属或电解液的情况不同,半导体中杂质的含量以及外界条件的改变(如光照,或温度、压强的改变等),都会使它的导电性能发生显著变化。由于这些特点,半导体在实际中有着非常广泛的应用。
除了Si,还有砷化镓(GaAs)、铟化磷(InP),这些第二代半导体材料。但第二代半导体材料由于自身物理性质限制,常常应用在别的雷达、射频、激光等领域。
目前在新能源汽车上应用越来越多的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN),也属于半导体,属于第三代半导体。作为新一代半导体,这两者无论是禁带宽度、电子迁移率还是击穿电压的阈值都有非常亮眼的表现,是未来半导体发展的新风向。
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