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半导体的发现历史

2023.3.15

半导体的发现实际上可以追溯到很久以前。

1833年,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。 

不久,1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特性。 

1873年,英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体的第三种特性。 

在1874年,德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性,在它两端加一个正向电压,它是导通的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第四种特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。 

从1879年到1947年是奠基阶段,20世纪初的物理学革命(相对论和量子力学)使得人们认识了微观世界(原子和分子)的性质,随后这些新的理论被成功地应用到新的领域(包括半导体),固体能带理论为半导体科技奠定了坚实的理论基础,而材料生长技术的进步为半导体科技奠定了物质基础(半导体材料要求非常纯净的基质材料,非常精准的掺杂水平)。

半导体的这四个特性,虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。 

2019年10月,一国际科研团队称与传统霍尔测量中仅获得3个参数相比,新技术在每个测试光强度下最多可获得7个参数:包括电子和空穴的迁移率;在光下的载荷子密度、重组寿命、电子、空穴和双极性类型的扩散长度。 

2022年,科研人员发现立方砷化硼是科学界已知的最好的半导体之一,被称为冠军半导体。


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