
【電】 fused semiconductor
【化】 fusion; liquation
semiconductor
【計】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【醫】 semiconductor
熔融半導體(英文:Molten Semiconductor)指在熔點以上呈液态的半導體材料。與常規固态半導體不同,其原子或離子排列無序,具有獨特的電學、熱學性質及工業應用價值。以下是詳細解釋:
熔融半導體是加熱至熔點以上而處于液态的半導體物質。此時材料内部長程有序的晶格結構被破壞,原子或離子自由移動,但短程有序性及半導體特性(如禁帶寬度)仍部分保留。其英文術語“Molten Semiconductor”強調其“熔融(Molten)”的物理狀态與“半導體(Semiconductor)”的電學屬性結合。
來源:材料科學基礎文獻中對物态的定義 。
電導率反常性
熔融半導體的電導率隨溫度升高而顯著增大(與金屬相反),符合Arrhenius方程:
$$ sigma = sigma_0 expleft(-frac{E_a}{k_B T}right) $$
其中 (E_a) 為激活能,(k_B) 為玻爾茲曼常數。這一特性源于載流子濃度隨熱能增加而指數級上升。
來源:固态物理學期刊對液态半導體的電輸運研究 。
結構無序性
液态下的短程有序結構(如共價鍵或離子簇)仍影響其光學帶隙((E_g)),但能帶邊緣因無序而“拖尾”,導緻帶隙寬度略小于固态。
來源:美國能源部材料數據庫對熔融矽的結構分析 。
熔融半導體是直拉法(Czochralski) 制備單晶矽的核心工藝狀态,用于制造太陽能電池與集成電路基闆。
來源:半導體制造技術手冊 。
部分硫系熔融半導體(如液态 ( text{Bi}_2text{Te}_3 ))因高熱電系數被用于廢熱回收系統。
來源:可再生能源材料綜述 。
來源:牛津材料科學詞典 。
“熔融半導體”并非标準術語,但可以拆解為“熔融”和“半導體”兩部分進行解釋,并結合可能的實際應用場景進行說明:
熔融
指物質在高溫下從固态轉變為液态的過程。例如金屬或晶體材料加熱至熔點後形成的流動狀态,常用于材料加工或提純(如半導體制造中的晶體生長)。
半導體
導電性介于導體與絕緣體之間的材料,如矽、鍺等。其特性包括:
“熔融半導體”可能指以下兩種場景:
半導體材料的熔融狀态
在高溫下将半導體(如矽)熔化為液态,用于單晶矽生長或摻雜工藝。例如,通過熔融-凝固法提純半導體材料。
特殊物态下的半導體性質研究
少數情況下可能涉及熔融态半導體的物理特性分析,但常規應用中半導體需保持固态以維持性能。
如需進一步探讨半導體材料加工技術,可參考相關工藝文獻。
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