半導體材料的特性參數和要求有哪些?
半導體材料-特性參數???????
LED燈泡半導體材料雖然種類繁多但有一些固有的特性,稱為半導體材料的特性參數。這些特性參數不僅能反映半導體材料與其他非半導體材料之間的差別,而且更重要的是能反映各種半導體材料之間甚至同一種材料在不同情況下特性上的量的差別。
常用的半導體材料的特性參數有:禁帶寬度、電阻率、載流子遷移率(載流子即半導體中參加導電的電子和空穴)、非平衡載流子壽命、位錯密度。
禁帶寬度由半導體的電子態、原子組態決定,反映組成這種材料的原子中價電子從束縛狀態激發到自由狀態所需的能量。
電阻率、載流子遷移率反映材料的導電能力。
非平衡載流子壽命反映半導體材料在外界作用(如光或電場)下內部的載流子由非平衡狀態向平衡狀態過渡的弛豫特性。
位錯是晶體中最常見的一類晶體缺陷。
位錯密度可以用來衡量半導體單晶材料晶格完整性的程度。當然,對于非晶態半導體是沒有這一反映晶格完整性的特性參數的。
半導體材料-特性要求???????
LED燈泡半導體材料的特性參數對于材料應用甚為重要。因為不同的特性決定不同的用途。
晶體管對材料特性的要求 :根據晶體管的工作原理,要求材料有較大的非平衡載流子壽命和載流子遷移率。用載流子遷移率大的材料制成的晶體管可以工作于更高的頻率(有較好的頻率響應)。晶體缺陷會影響晶體管的特性甚至使其失效。晶體管的工作溫度高溫限決定于禁帶寬度的大小。禁帶寬度越大,晶體管正常工作的高溫限也越高。
光電器件對材料特性的要求:利用半導體的光電導(光照后增加的電導)性能的輻射探測器所適用的輻射頻率范圍與材料的禁帶寬度有關。材料的非平衡載流子壽命越大,則探測器的靈敏度越高,而從光作用于探測器到產生響應所需的時間(即探測器的弛豫時間)也越長。因此,高的靈敏度和短的弛豫時間二者難于兼顧。對于太陽電池來說,為了得到高的轉換效率,要求材料有大的非平衡載流子壽命和適中的禁帶寬度(禁帶寬度于1.1至1.6電子伏之間最合適)。晶體缺陷會使半導體發光二極管、半導體激光二極管的發光效率大為降低。
溫差電器件對材料特性的要求:為提高溫差電器件的轉換效率首先要使器件兩端的溫差大。當低溫處的溫度(一般為環境溫度)固定時,溫差決定于高溫處的溫度,即溫差電器件的工作溫度。為了適應足夠高的工作溫度就要求材料的禁帶寬度不能太小,其次材料要有大的溫差電動勢率、小的電阻率和小的熱導率。
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