
【电】 fused semiconductor
【化】 fusion; liquation
semiconductor
【计】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【医】 semiconductor
熔融半导体(英文:Molten Semiconductor)指在熔点以上呈液态的半导体材料。与常规固态半导体不同,其原子或离子排列无序,具有独特的电学、热学性质及工业应用价值。以下是详细解释:
熔融半导体是加热至熔点以上而处于液态的半导体物质。此时材料内部长程有序的晶格结构被破坏,原子或离子自由移动,但短程有序性及半导体特性(如禁带宽度)仍部分保留。其英文术语“Molten Semiconductor”强调其“熔融(Molten)”的物理状态与“半导体(Semiconductor)”的电学属性结合。
来源:材料科学基础文献中对物态的定义 。
电导率反常性
熔融半导体的电导率随温度升高而显著增大(与金属相反),符合Arrhenius方程:
$$ sigma = sigma_0 expleft(-frac{E_a}{k_B T}right) $$
其中 (E_a) 为激活能,(k_B) 为玻尔兹曼常数。这一特性源于载流子浓度随热能增加而指数级上升。
来源:固态物理学期刊对液态半导体的电输运研究 。
结构无序性
液态下的短程有序结构(如共价键或离子簇)仍影响其光学带隙((E_g)),但能带边缘因无序而“拖尾”,导致带隙宽度略小于固态。
来源:美国能源部材料数据库对熔融硅的结构分析 。
熔融半导体是直拉法(Czochralski) 制备单晶硅的核心工艺状态,用于制造太阳能电池与集成电路基板。
来源:半导体制造技术手册 。
部分硫系熔融半导体(如液态 ( text{Bi}_2text{Te}_3 ))因高热电系数被用于废热回收系统。
来源:可再生能源材料综述 。
来源:牛津材料科学词典 。
“熔融半导体”并非标准术语,但可以拆解为“熔融”和“半导体”两部分进行解释,并结合可能的实际应用场景进行说明:
熔融
指物质在高温下从固态转变为液态的过程。例如金属或晶体材料加热至熔点后形成的流动状态,常用于材料加工或提纯(如半导体制造中的晶体生长)。
半导体
导电性介于导体与绝缘体之间的材料,如硅、锗等。其特性包括:
“熔融半导体”可能指以下两种场景:
半导体材料的熔融状态
在高温下将半导体(如硅)熔化为液态,用于单晶硅生长或掺杂工艺。例如,通过熔融-凝固法提纯半导体材料。
特殊物态下的半导体性质研究
少数情况下可能涉及熔融态半导体的物理特性分析,但常规应用中半导体需保持固态以维持性能。
如需进一步探讨半导体材料加工技术,可参考相关工艺文献。
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