半導(dǎo)體與超導(dǎo)體

半導(dǎo)體與超導(dǎo)體及其應(yīng)用組長：組員：

1.半導(dǎo)體不宜制作（）

A電阻B導(dǎo)線C晶體三極管D集成電路2.用超導(dǎo)體不能制作的電器有（）

A電爐B發(fā)電機(jī)C電動(dòng)機(jī)D計(jì)算機(jī)3.若在常溫下的超導(dǎo)體能研制成功，它適于做以下哪些元件（）A保險(xiǎn)絲B輸電線C電爐絲D電磁鐵4.街道旁的路燈要求夜晚亮、白天熄，利用了半導(dǎo)體的（）

A壓敏性B光敏性C熱敏性D三種特性都有答案：BABDB半導(dǎo)體一、半導(dǎo)體

1.概念：導(dǎo)電性能介乎導(dǎo)體和絕緣體之間，它們的電阻比導(dǎo)體大得多，但又比絕緣體小得多.這類材料我們把它叫做半導(dǎo)體.

2.半導(dǎo)體材料:鍺、硅、砷化鎵等，都是半導(dǎo)體.

3.半導(dǎo)體的電學(xué)性能:

例如：光敏電阻、熱敏電阻、壓敏電阻.

（一）半導(dǎo)體的原理能帶：晶體是電子所處的能量狀態(tài)將由孤立原子中的一系列能級(jí)變?yōu)橐幌盗械哪軒?。半?dǎo)體的分類和制備技術(shù)按化學(xué)組成分元素半導(dǎo)體無機(jī)化合物半導(dǎo)體有機(jī)化合物半導(dǎo)體非晶體半導(dǎo)體與液態(tài)半導(dǎo)體固溶體半導(dǎo)體超晶格半導(dǎo)體幾種制備技術(shù)：分子束外延技術(shù)（MBE）金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積技術(shù)半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料生長和精細(xì)加工相結(jié)合的制備技術(shù)應(yīng)變自組裝納米量子點(diǎn)線結(jié)構(gòu)生長技術(shù)（二）半導(dǎo)體硅材料目前估計(jì)世界上95％以上的半導(dǎo)體器件是用硅制成的。其原因：一是由于硅在地殼中的含量很高，占地殼總重量的27．7％，成本低廉；二是因?yàn)楣杞麕挾容^大，硅摻雜后做成的器件隨溫度變化比鍺等半導(dǎo)體材料小得多，因此器件性能較穩(wěn)定；三是硅機(jī)械強(qiáng)度高，結(jié)晶性好，其提煉和制成單晶的工藝較成熟，可以拉制出直徑達(dá)30厘米的大尺寸單晶。（三）半導(dǎo)體的應(yīng)用熱敏溫度計(jì)光電計(jì)時(shí)器稱重計(jì)發(fā)光二極管二、半導(dǎo)體的發(fā)展史1.半導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)

1833年，英國巴拉迪首次發(fā)現(xiàn)硫化銀的溫度電阻特性

1839年，法國的貝萊克爾發(fā)現(xiàn)光生伏特效應(yīng)

1874年，德國的布勞恩發(fā)現(xiàn)了整流效應(yīng)

1873年，英國的史密斯發(fā)現(xiàn)了光電導(dǎo)效應(yīng)

1947年被貝爾實(shí)驗(yàn)完成總結(jié)光生伏特的電池應(yīng)用RussellOhl光伏特性應(yīng)用太陽能的應(yīng)用超導(dǎo)體1.概念：

一些物質(zhì)當(dāng)溫度下降到某一溫度時(shí)，電阻會(huì)變?yōu)榱悖@種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象.

能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)，叫做超導(dǎo)體.2．超導(dǎo)體的優(yōu)缺點(diǎn)：

如果超導(dǎo)體能應(yīng)用于實(shí)際會(huì)降低輸電損耗，提高效率及在其他方面給人類帶來許多好處.

目前超導(dǎo)體還只應(yīng)用在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和高新技術(shù)中,這是因?yàn)橐话愕慕饘倩蚝辖鸬某瑢?dǎo)臨界溫度都較低3.我國的超導(dǎo)體研究：

我國的超導(dǎo)體研究工作走在世界的前列，目前已找到超導(dǎo)臨界溫度達(dá)132K的超導(dǎo)材料.超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)：1911年，荷蘭科學(xué)家卡末林—昂內(nèi)斯(HeikeKamerlingh-Onnes)用液氦冷卻汞，當(dāng)溫度下降到4.2K（﹣268.95℃）時(shí)，水銀的電阻完全消失，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性，此溫度稱為臨界溫度。根據(jù)臨界溫度的不同，超導(dǎo)材料可以被分為：高溫超導(dǎo)材料和低溫超導(dǎo)材料[1]。但這里所說的「高溫」，其實(shí)仍然是遠(yuǎn)低于冰點(diǎn)0℃的，對(duì)一般人來說算是極低的溫度。超導(dǎo)的零電阻現(xiàn)象將超導(dǎo)體冷卻到某一臨界溫度（TC）以下時(shí)電阻突然降為零的現(xiàn)象稱為超導(dǎo)體的零電阻現(xiàn)象。不同超導(dǎo)體的臨界溫度各不相同。例如，汞的臨界溫度為4.15K（K為絕對(duì)溫度，0K相當(dāng)于零下273℃），而高溫超導(dǎo)體YBCO的臨界溫度為94K超導(dǎo)的麥斯納效應(yīng)

1933年，荷蘭的邁斯納和奧森菲爾德共同發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體的另一個(gè)極為重要的性質(zhì)，當(dāng)金屬處在超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，這一超導(dǎo)體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，卻把原來存在于體內(nèi)的磁場排擠出去。對(duì)單晶錫球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：錫球過渡到超導(dǎo)態(tài)時(shí)，錫球周圍的磁場突然發(fā)生變化，磁力線似乎一下子被排斥到超導(dǎo)體之外去了，人們將這種現(xiàn)象稱之為“邁斯納效應(yīng)”。當(dāng)超導(dǎo)體冷卻到臨界溫度以下而轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)后，只要周圍的外加磁場沒有強(qiáng)到破壞超導(dǎo)性的程度，超導(dǎo)體就會(huì)把穿透到體內(nèi)的磁力線完全排斥出體外，在超導(dǎo)體內(nèi)永遠(yuǎn)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。廣闊的超導(dǎo)應(yīng)用分類大電流應(yīng)用:超導(dǎo)的發(fā)電輸電和儲(chǔ)能電子學(xué)應(yīng)用：超導(dǎo)計(jì)算機(jī)超導(dǎo)天線超導(dǎo)微波抗磁性應(yīng)用：磁懸浮列車熱核聚變反應(yīng)堆核聚變裝置磁懸浮列車超導(dǎo)微波治療儀超導(dǎo)體的應(yīng)用前景超導(dǎo)材料的零電阻特性可以用來輸電和制造大型磁體。