半导体+材料

说到半导体，首先肯定是现从材料说起，因为这是支撑这个行业的基础，没有材料，一切无从谈起。所以说每一次技术的变革都是从一种新材料开始的。

初中物理我们就学过，自然界的物质或材料按照导电性可分为导体、绝缘体、半导体三大类。所以这里所说的半导体不是80年代时候的收音机：）。例如

(PbS)很早就用于无线电检波，

(Cu2O)用作固体整流器，闪锌矿(ZnS)是熟知的固体发光材料，

(SiC)的整流检波作用也较早被利用。硒(Se)是最早发现并被利用的

，曾是固体整流器和

的重要材料。元素半导体

（Ge）放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页，从此

开始实现晶体管化。中国的半导体研究和生产是从1957年首次制备出高纯度(99.999999%～99.9999999%) 的锗开始的。采用元素半导体

（Si）以后，不仅使晶体管的类型和品种增加、性能提高，而且迎来了大规模和

的时代，到目前Si仍然是集成电路最主要的材料。而以

(GaAs)为代表的Ⅲ－Ⅴ族化合物的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。

半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的

与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、

半导体、

半导体和非晶态与液态半导体。

元素半导体：在元素周期表的ⅢA族至IVA族分布着11种具有半导性半导体材料的元素，其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态;B、Si、Ge、Te具有半导性；Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解，所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属，半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。

无机化合物半导体：分二元系、三元系、四元系等。 二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。②Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb组成，典型的代表为GaAs。它们都具有闪锌矿结构,它们在应用方面仅次于Ge、Si,有很大的发展前途。③Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物，是一些重要的光电材料。ZnS、CdTe、HgTe具有闪

结构。④Ⅰ－Ⅶ族：Ⅰ族元素Cu、Ag、Au和 Ⅶ族元素Cl、Br、I形成的化合物，其中CuBr、CuI具有闪锌矿结构。⑤Ⅴ-Ⅵ族：Ⅴ族元素As、Sb、Bi和Ⅵ族元素 S、Se、Te形成的化合物具有的形式,如Bi2Te3、Bi2Se3、Bi2S3、As2Te3等是重要的温差电材料。⑥第四周期中的B族和过渡族元素Cu、 Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,为主要的

材料。⑦某些稀土族元素 Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm与Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。 除这些二元系化合物外还有它们与元素或它们之间的

，例如Si-AlP、Ge-GaAs、InAs-InSb、AlSb-GaSb、InAs-InP、GaAs-GaP等。研究这些固溶体可以在改善单一材料的某些性能或开辟新的应用范围方面起很大作用。三元系包括：ZnSiP2、ZnGeP2、ZnGeAs2、CdGeAs2、CdSnSe2、CuGaSe2、AgInTe2、 AgTlTe2、CuInSe2、CuAlS2、Cu3AsSe4、Ag3AsTe4、Cu3SbS4、Ag3SbSe4等。此外，还有它的结构基本为闪锌矿的四元系（例如Cu2FeSnS4）和更复杂的无机化合物。

有机化合物半导体：已知的

有几十种，熟知的有萘、蒽、

、酞菁和一些

等，它们作为半导体尚未得到应用。

非晶态与液态半导体：这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的

。

新型有机半导体材料：其结构稳定，拥有卓越的电学特性，而且成本低廉，可被用于制造现代电子设备中广泛使用的场效应晶体管。科学家们表示，最新研究有望让人造皮肤、智能绷带、柔性显示屏、智能挡风玻璃、可穿戴的电子设备和电子墙纸等变成现实。碳基(塑料)有机电子产品不仅制造方便、成本低廉，而且轻便柔韧可弯曲，代表了电子设备无处不在这一未来趋势。以前的研究表明，碳结构越大，其性能越优异。但科学家们一直未曾研究出有效的方法来制造更大的、稳定的、可溶解的碳结构以进行研究，直到此次祖切斯库团队研制出这种新的用于制造晶体管的有机半导体材料。有机半导体是一种塑料材料，其拥有的特殊结构让其具有导电性。在现代电子设备中，电路使用晶体管控制不同区域之间的电流。科学家们对新的有机半导体材料进行了研究并探索了其结构与电学属性之间的关系。

后面会陆续以Ⅲ-Ⅴ族以及新型半导体材料为兴趣点，做相关学习与更新，希望时刻了解行业的发展趋势。