半绝缘体,半导体的另一种名称,定义为导电性介于导体与电介质之间的物质。

外文名

semi-insulator

别名

半导体

定义

导电性介于导体与电介质之间物质

简介

半绝缘体指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。半绝缘体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半绝缘体制作的器件。半绝缘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,半绝缘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绝缘体有着极为密切的关连。常见的半绝缘体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半绝缘体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。

定义

一般定义

半导体更准确的定义是在绝对零度是无任何导电能力,但导电特性随温度升高呈总体上升,且对光照等外部条件和材料的纯度与结构完整性等内部条件十分敏感的物质。

专业定义

通过(高度)杂质补偿,使禁带较宽的半导体材料具有与绝缘体相近的电阻率。

特点

同一块半绝缘体,它的导电能力,在不同的情况下会有非常大的差异。半绝缘体的导电能力与下列因素有关:

(1)温度可以明显地改变半绝缘体的导电能力。例如温度升高10摄氏度半绝缘体的电阻率约下降25%。人们利用这种热敏效应,制成了自动控制用的热敏电阻。

(2)当有光线照射到半绝缘体时,不但导电能力增强,还可以产生电动势,这就是半绝缘体的光电效应。人们利用这种特性,制成了光敏电阻和光电池。光电池已在空间技术中得到广泛的应用。

(3)半绝缘体的导电能力,随着掺入微量的有用杂质而有明显地改变。例如:纯锗中掺入一亿分之一的杂质,导电能力增加十二倍。人们正是利用半绝缘体的这个特性,制成了各种晶体管,从而使半绝缘体一跃成为电子工业的主要材料。

与半导体的区别

半绝缘体是以本征半导体为基础,通过掺杂杂质原子成为补偿半导体形成的,其导电性能与本征半导体有着极大差别,因此不能简单认为半导体等同于半绝缘体。

本征半导体指纯半导体,即其导电性决定于其内在的导电性质。如纯硅及纯锗都是本征半导体材料。本征半导体材料在元素周期表中属于第四主族元素,由高方向性共价键组成,具有立方金刚石结构。由sp 杂化轨道键将原子结合在一起,形成共用电子对,即共价键。因此在这样的结构中每一个硅或锗原子有四个价电子。