第六节本证半导体、半导体、导体

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1、导体导体（conductor）是指电阻率很小且易于传导电流的物质。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。金属是最常见的一类导体。金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子_核的束缚,而成为自由电子，留下的正离子（原子实）形成规则的点阵。金属中自由电子的浓度很大，所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。在极低温度下，某些金属与合金的电阻率将消失而转化为超导体。导体是善于导电的物体，即是能够让电流通过材料；不善于导电的物体叫绝缘体。（并不是能导电的物体叫导体，不能导电的物体叫绝缘体，这是一般人常犯的错误1

2、）金属导体里面有自由运动的电子，导电的原因是自由电子.半导体随温度升高其电阻率逐渐变小，导电性能大大提高，导电原因是半导体内的空穴和电子对。在科学及工程上常用利用欧姆来定义某一材料的导电程度。能够让电流通过的材料，导体依其导电性还能够细分为超导体、导体、半导体、及绝缘体。在科学及工程上常用利用欧姆来定义某一材料的导电程度。它们使电力极容易地通过它导体们。当电流在导体内流过时，事实上是因为导体内的自由电荷（在金属中的自由电荷是电子，而在溶液中的自由电荷则为阴、阳离子）产生漂移而造成的，根据材料的不同，自由电荷的漂移方式也不相同：在超导体中，电子几乎不受原子核的干扰而能够快速移动；而在导体内电子的

3、移动受限于该材料所造成的电子海的能阶大小；而在半导体内，电子能够移动是因为电子-空穴效应；而绝缘体则是电子受限于分子所构成的共价键，使得电子要脱离原子是一件非常困难的事。因此，没有绝对绝缘的绝缘体，只要有足够大的能量（例如高压电）就可以使电子得以通过某绝缘体。而在溶液中的电子流动是因为离子游动而造成的，能够让电流通过的溶液称为电解质溶液。物质存在的形式多种多样，固体、液体（纯净水不是导体）、气体、等离子体等等。如：金属、人体、石墨、食盐水溶液等。1r导体依其导电性还能够细分为超导体、导体、半导体、及绝缘体。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料，如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷，橡胶等等，称

4、为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体（其中银导电性最好）。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。在金属中，部分电子可以脱离原子核的束缚，而在金属内部自由移动，这种电子叫做自由电子。金属导电，靠的就是自由电子。与金属和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。与上段矛盾，到底绝缘体是否为导体？导体和绝缘体之间没有明确的界限，比如玻璃在常温下是绝缘体，但是在高温下加热至红赤状态就是导体。电阻率小于10八(-5)Qm的称导电体，如金属材料等。电阻率大于10A8Qm的称绝缘体，如

5、陶瓷、橡胶、塑料等材料。介于两者之间的称半绝缘体或半导体。半导体半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。材料的导电性是由导带”(conductionband)中含有的电子数量决定。当电子从价带”valeneeband)获得能量而跳跃至导电带”时，电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的“能隙”非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大(通常大于9电子伏特)，电子很难跳跃至导电带，所以无法导电。半导体通过电子传导或空穴传导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似，即在电场作用下高度电离(ion

6、ization)的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。空穴导电则是指在正离子化的材料中，原子核外由于电子缺失形成的“空穴”，在电场作用下，空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流（一般称为正电流）。材料中载子（carrier）的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”（三、五族元素）来控制。如果我们在纯硅中掺杂（doping）少许的砷或磷（最外层有五个电子），就会多出一个自由电子，这样就形成N型半导体；如果我们在纯硅中掺入少许的硼（最外层有三个电子），就反而少了一个电子，而形成一个空穴（hole）,这样就形成P型半导体（少了一个带负电荷的

7、电子，可视为多了一个正电荷）。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。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。今日大部分的电子产品，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连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。中文名称导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。本征半导体本征半导体1(intrinsicsemiconductor)完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。实际半导体不能绝对地纯净，本征半导体一般是指导电主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。更通俗地讲，完全纯净的半导体称为本征半导体或I型半导体。硅和锗都是四价元素，其原子核最外层有四个价电子。它们都是由同一种原子构成的“单晶体”，属于本征半导体。