Chất bán dẫn

Vật chất tồn tại ở nhiều dạng khác nhau: chất rắn, chất lỏng, chất khí, plasma, v.v. Chúng ta thường coi các vật liệu có độ dẫn điện kém, chẳng hạn như than đá, tinh thể nội nhãn, hổ phách, gốm sứ, v.v., là chất cách điện. Các kim loại có độ dẫn điện tốt như vàng, bạc, đồng, sắt, thiếc, nhôm, v.v., được gọi là chất dẫn điện. Vật liệu giữa chất dẫn điện và chất cách điện có thể được gọi đơn giản là chất bán dẫn. So với chất dẫn điện và chất cách điện, việc phát hiện ra vật liệu bán dẫn là mới nhất và phải đến những năm 30 của thế kỷ 20, khi công nghệ tinh chế vật liệu được cải tiến, sự tồn tại của chất bán dẫn mới thực sự được cộng đồng học thuật công nhận.

 

 

Đã phát hiện

Năm 1833, Faraday, cha đẻ của ngành điện tử, một nhà khoa học người Anh, là người đầu tiên phát hiện ra rằng điện trở của bạc sunfua khác với điện trở của kim loại thông thường khi tiếp xúc với nhiệt độ và nói chung, điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng, nhưng Faraday phát hiện ra rằng điện trở của vật liệu bạc sunfua giảm khi nhiệt độ tăng. Đây là phát hiện đầu tiên về hiện tượng bán dẫn

.

 

Phân loại & Hiệu suất

 

Chất bán dẫn nguyên tố.Chất bán dẫn nguyên tố là chất bán dẫn bao gồm một nguyên tố duy nhất, trong đó silicon và selen đã được nghiên cứu trước đó. Nó là một vật liệu rắn có đặc tính bán dẫn bao gồm các nguyên tố giống nhau, dễ bị thay đổi do tạp chất và điều kiện bên ngoài. Hiện nay, chỉ có silicon và germanium có hiệu suất tốt và được sử dụng rộng rãi, còn selen được sử dụng trong lĩnh vực chiếu sáng điện tử và quang điện tử. Silicon được sử dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn, chủ yếu bị ảnh hưởng bởi silica, có thể tạo thành mặt nạ khi chế tạo thiết bị, có thể cải thiện độ ổn định của thiết bị bán dẫn và có lợi cho sản xuất công nghiệp tự động. 0020-34694LINER, GDP, R2 OXIDEGECO,0020-34695LÓT, CATHODE, DÒNG ĐẦY ĐỦ, OXIDE, 0040-09001Thân buồng, Tiêu chuẩn 4-6",0040-09723-Unibody, Phòng Etch,0040-02544Thân trên, Kim loại DPS,0040-04745Phòng cơ thể Ultima Hdp-cvd, 16-033932-00Đầu trưng bày 6 inch WELD,0010-00889 ASSY LIFTER DEGAS/ ORIENTER w/ TC đều được sử dụng trong lĩnh vực bán dẫn nguyên tố.

 

Chất bán dẫn tổng hợp vô cơ.

Thành phần vô cơ chủ yếu được cấu tạo từ các vật liệu bán dẫn bởi một nguyên tố duy nhất, tất nhiên cũng có những vật liệu bán dẫn được cấu tạo từ nhiều nguyên tố khác nhau, tính chất bán dẫn chính là nhóm I và V, VI, VII, II và IV, V, VI, nhóm III và V, VI, IV và IV, VI; Nhóm V và VI, các hợp chất liên kết nhóm VI và VI, nhưng bị ảnh hưởng bởi đặc tính của nguyên tố và cách tạo ra nó, không phải hợp chất nào cũng có thể đáp ứng yêu cầu của vật liệu bán dẫn. Chất bán dẫn này chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị tốc độ cao và các bóng bán dẫn do InP sản xuất có tốc độ cao hơn các vật liệu khác và chủ yếu được sử dụng trong các mạch tích hợp quang điện tử và các thiết bị chống bức xạ hạt nhân. Đối với các vật liệu có độ dẫn điện cao, chúng chủ yếu được sử dụng trong đèn LED và các khía cạnh khác.

 

Chất bán dẫn tổng hợp hữu cơ.Các hợp chất hữu cơ đề cập đến các hợp chất chứa liên kết carbon trong phân tử, các hợp chất hữu cơ và liên kết carbon vuông góc với nhau và sự chồng chất có thể tạo thành các dải dẫn, có thể đi vào dải năng lượng thông qua quá trình cộng hóa học, do đó có thể xảy ra độ dẫn điện, do đó tạo thành chất bán dẫn hợp chất hữu cơ. So với chất bán dẫn thông thường, chất bán dẫn này có đặc điểm là giá thành thấp, độ hòa tan tốt và dễ dàng xử lý vật liệu. Độ dẫn điện có thể được kiểm soát bằng cách kiểm soát các phân tử và phạm vi ứng dụng tương đối rộng, chủ yếu được sử dụng trong màng hữu cơ, ánh sáng hữu cơ, v.v.

 

 

Chất bán dẫn vô định hình. I

t còn được gọi là chất bán dẫn vô định hình hoặc chất bán dẫn thủy tinh, thuộc loại vật liệu bán dẫn. Chất bán dẫn vô định hình, giống như các vật liệu vô định hình khác, là những cấu trúc có trật tự tầm ngắn và có trật tự tầm xa. Nó chủ yếu tạo thành silicon vô định hình bằng cách thay đổi vị trí tương đối của các nguyên tử và thay đổi sự sắp xếp tuần hoàn ban đầu. Trạng thái kết tinh và vô định hình chủ yếu được phân biệt bằng việc sắp xếp các nguyên tử có chương trình dài hay không. Hiệu suất của chất bán dẫn vô định hình rất khó kiểm soát và với sự phát minh của công nghệ, chất bán dẫn vô định hình bắt đầu được sử dụng. Quy trình sản xuất này đơn giản, chủ yếu được sử dụng trong kỹ thuật, có tác dụng hấp thụ ánh sáng tốt và chủ yếu được sử dụng trong pin mặt trời và màn hình tinh thể lỏng.

 

 

Chất bán dẫn nội tại:Chất bán dẫn không chứa tạp chất và không có khuyết tật mạng được gọi là chất bán dẫn nội tại. Ở nhiệt độ rất thấp, vùng hóa trị của chất bán dẫn là vùng đầy đủ, sau khi bị kích thích nhiệt, một số electron trong vùng hóa trị sẽ vượt qua vùng cấm vào vùng trống có năng lượng cao hơn và sự có mặt của các electron trong vùng hóa trị trở thành vùng dẫn và việc thiếu electron trong vùng hóa trị tạo thành một chỗ trống tích điện dương, gọi là lỗ trống. Sự dẫn điện qua lỗ không phải là một chuyển động thực sự mà là một chuyển động tương đương. Khi các electron dẫn điện, các lỗ trống có điện tích bằng nhau sẽ di chuyển theo hướng ngược lại. Chúng tạo ra chuyển động có hướng dưới tác dụng của điện trường ngoài để tạo thành dòng điện vĩ mô, tương ứng được gọi là dẫn điện tử và dẫn lỗ trống. Sự dẫn lai này, được hình thành do sự tạo ra các cặp electron-lỗ trống, được gọi là độ dẫn nội tại. Các electron trong vùng dẫn rơi vào lỗ trống và các cặp electron-lỗ trống biến mất, hiện tượng này gọi là sự tái hợp. Năng lượng được giải phóng trong quá trình tái hợp trở thành bức xạ điện từ (phát quang) hoặc năng lượng dao động nhiệt (sinh nhiệt) của mạng tinh thể. Ở một nhiệt độ nhất định, sự hình thành và tái hợp của các cặp electron-lỗ trống tồn tại đồng thời và đạt đến trạng thái cân bằng động, tại thời điểm đó chất bán dẫn có mật độ sóng mang nhất định và do đó có điện trở suất nhất định. Khi nhiệt độ tăng, nhiều cặp electron-lỗ trống sẽ được tạo ra, mật độ hạt tải điện sẽ tăng và điện trở suất sẽ giảm. Chất bán dẫn nguyên chất không có khuyết tật mạng có điện trở suất lớn và không được sử dụng rộng rãi trong thực tế.

 

 

Lĩnh vực ứng dụng

 

Chất bán dẫn được sử dụng trong các mạch tích hợp, điện tử tiêu dùng, hệ thống thông tin liên lạc, phát điện quang điện, ứng dụng chiếu sáng, chuyển đổi năng lượng cao và các lĩnh vực khác.

 

Ứng dụng quang điện

 

Hiệu ứng quang điện tạo ra của vật liệu bán dẫn là nguyên lý hoạt động cơ bản của pin mặt trời. Ở giai đoạn này, ứng dụng quang điện của vật liệu bán dẫn đã trở thành một chủ đề nóng và hiện là thị trường năng lượng sạch phát triển nhanh nhất và phát triển nhanh nhất trên thế giới. Vật liệu chính của pin mặt trời là vật liệu bán dẫn, tiêu chí chính để đánh giá ưu điểm và nhược điểm của pin mặt trời là tốc độ chuyển đổi quang điện, tốc độ chuyển đổi quang điện càng cao thì hiệu suất làm việc của pin mặt trời càng cao. Tùy thuộc vào vật liệu bán dẫn được sử dụng, pin mặt trời được chia thành pin mặt trời silicon tinh thể, pin màng mỏng và pin hỗn hợp III-V.

 

 

Ứng dụng chiếu sáng

 

LED là một điốt phát sáng bán dẫn được chế tạo trên một bóng bán dẫn, sử dụng công nghệ LED nguồn sáng bán dẫn có kích thước nhỏ, có thể đạt được bao bì phẳng, giá trị nhiệt thấp khi làm việc, tiết kiệm năng lượng và hiệu quả cao, tuổi thọ sản phẩm dài, tốc độ phản hồi nhanh, và bảo vệ môi trường xanh mà không gây ô nhiễm, nhưng cũng có thể được phát triển thành các sản phẩm mỏng và ngắn, khi ra mắt, nó đã nhanh chóng phổ biến, trở thành thế hệ nguồn chiếu sáng chất lượng cao mới, được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống của chúng ta. Chẳng hạn như đèn giao thông, đèn nền cho các sản phẩm điện tử, nguồn sáng cảnh quan ban đêm đô thị, chiếu sáng trong nhà và các lĩnh vực khác, đều có ứng dụng.