半导体是介于导体和绝缘体之间的一种物质。电子半导体是指它的电导率介于好的导体和好的绝缘体之间。
电子半导体的电导率会因温度的变化而发生变化。随着温度的升高,电子半导体的电导率会增加。而当温度超过一定程度时,电子半导体的电导率会急剧下降。
同时,电子半导体的电导率也会受到杂质、掺杂和加电场的影响。比如,用三价元素(如硼、铝)掺入四价半导体硅中,可以增加硅中的电子空穴数量,使硅成为p型半导体,具有与n型半导体完全不同的性质。
电子半导体广泛应用于现代电子学中。它们是半导体器件的基础,如二极管、场效应管、晶体管、太阳能电池等。这些器件具有可控制的电导率,因此它们可以被用作开关、放大器、检波器、定时器、调整放大器等。
电子半导体还有一项重要应用:集成电路。这是将电子元件集成在一个芯片上的技术。集成电路已经成为现代电子学和计算机系统的重要组成部分,并且因其高度可靠和可重复性而受到广泛使用。
电子半导体也在光电子学中扮演着重要的角色。在光电池中,电子半导体被用作基底,在其中光伏效应被利用来将光能转化为电能。此外,电子半导体还被用作激光器和光电管的制造材料。
以激光为例,激光器的活性介质是与电子半导体结合的半导体材料,如氮化硅、氮化铝、磷化镓等。当外部能量输入到激光器的活性介质中时,激光被发出。
电子半导体的发展一直处于不断更新的状态。未来,它们将继续发展、改进和创新,以满足不断变化的需求。其中,有望实现的创新包括微热引起现象、第二类拓扑绝缘体、镁离子的掺杂等等。
总的来说,电子半导体作为一种介于导体和绝缘体之间的重要物质,将在更广泛的应用领域中扮演着越来越重要的角色。