簡介
半絕緣體指常溫下導電性能介於導體(conductor)與絕緣體(insulator)之間的材料。半絕緣體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的套用。如二極體就是採用半絕緣體製作的器件。半絕緣體是指一種導電性可受控制,範圍可從絕緣體至導體之間的材料。無論從科技或是經濟發展的角度來看,半絕緣體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產品,如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半絕緣體有著極為密切的關連。常見的半絕緣體材料有矽、鍺、砷化鎵等,而矽更是各種半絕緣體材料中,在商業套用上最具有影響力的一種。
定義
一般定義
半導體的另一種名稱,定義為導電性介於導體與電介質之間的物質;更準確的定義是在絕對零度是無任何導電能力,但導電特性隨溫度升高呈總體上升,且對光照等外部條件和材料的純度與結構完整性等內部條件十分敏感的物質。
專業定義
通過(高度)雜質補償,使禁帶較寬的半導體材料具有與絕緣體相近的電阻率。
特點
同一塊半絕緣體,它的導電能力,在不同的情況下會有非常大的差異。半絕緣體的導電能力與下列因素有關:
(1)溫度可以明顯地改變半絕緣體的導電能力。例如溫度升高10攝氏度半絕緣體的電阻率約下降25%。人們利用這種熱敏效應,製成了自動控制用的熱敏電阻。
(2)當有光線照射到半絕緣體時,不但導電能力增強,還可以產生電動勢,這就是半絕緣體的光電效應。人們利用這種特性,製成了光敏電阻和光電池。光電池已在空間技術中得到廣泛的套用。
(3)半絕緣體的導電能力,隨著摻入微量的有用雜質而有明顯地改變。例如:純鍺中摻入一億分之一的雜質,導電能力增加十二倍。人們正是利用半絕緣體的這個特性,製成了各種電晶體,從而使半絕緣體一躍成為電子工業的主要材料。
與半導體的區別
半絕緣體是以本徵半導體為基礎,通過摻雜雜質原子成為補償半導體形成的,其導電性能與本徵半導體有著極大差別,因此不能簡單認為半導體等同於半絕緣體。
本徵半導體指純半導體,即其導電性決定於其內在的導電性質。如純矽及純鍺都是本徵半導體材料。本徵半導體材料在元素周期表中屬於第四主族元素,由高方向性共價鍵組成,具有立方金剛石結構。由sp 雜化軌道鍵將原子結合在一起,形成共用電子對,即共價鍵。因此在這樣的結構中每一個矽或鍺原子有四個價電子。