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摘要:在我国进入21世纪的新时期,社会经济发展为各行各业带来了更大的挑战和更好的发展机遇,对于半导体行业来说,要求材料的更好运用和对技术的不断革新,半导体物理也成为材料物理重要的研究方向。针对这种情况,本文主要阐述半导体的具体含义及其分类,根据不同类型的半导体,对其发展前景进行进行简单的设想和展望,希望为我国的半导体行业发展尽一份绵薄之力。
关键词:半导体材料;概念及分类;应用;发展前景
引言
在现代技术世界中,许多染料和有机及无机化学品大量用于工业部门。由于当今存在的高成本和不适当的废物处理方法,许多化学工业部门直接将它们的有机和无机污染物释放到水源(湖泊、河流和海洋)中,这些污染物是主要的水污染物。这种工业污染造成的水污染影响水生生物和其他生物,进而影响人类的生活。在这些污染物中,来自许多工业过程的废有机染料是高度危险的、致癌的,需要在被释放到水体中之前仔细处理。然而,由于昂贵且耗时的废物处理过程,它们常常是直接被排入局部水体中,影响环境。在半导体光催化技术的帮助下可以克服这一问题,这是一种经济、快速、环保的降解有机物和无机污染物的方法。半导体光催化材料的发展最快,效果最显著,应用范围最广。在环境治理、农业发展、清洁能源等多个方面半导体光催化材料均表现出了它的优异性能。也正是因为这样,众多研究人员发现了半导体光催化材料的广阔的应用前景,开始深入研究半导体光催化材料的光催化性能,并试图提升和改进它的光催化性能。
1半导体材料的物理性质
首先,工作人员在通过一系列的实验对半导体的物理性质进行研究之后发现,半导体中的禁带宽度决定了半导体物质发射光的波长,禁带宽度越大,则半导体发射光的光波就越短;禁带宽度越小,半导体所发射的光波就越长。其次,半导体的物理性质还受饱和速率、热导、击穿电机等因素的影响,这些影响因素的参数越高,半导体的性能就越好。其三,在半导体物理性质影响因素中电子迁移速率也决定了半导体在低压条件下进行工作时,很容易产生高频的工作性能。
2传统半导体材料的应用及局限性
近几年来,社会信息不断发展,电子工业技术也发展得十分乐观,在这样的社会背景之下,单一的材料已经不能满足人们的需求了,我们需要不断的提升这方面的能力,然后从各方面共同发展,促进我国的国民经济增长,为了满足渐渐以来的社会增长情况,因此具有一批半导体的有机功能的材料,也逐渐被人们开发出来,在这个过程中也应用到了各个领域,有机半导体材料有很多的优点,目前使用的相当广泛。半导体的材料种类相当多,在目前的应用来看,化学的组成成分,可以将半导体分成元素半导体化合物半导体等等,按照组成的元素来分,也能够分为一元二元三元多元等半导体,这大部分半导体的材料都是由单晶硅制片以后,直接用于半导体的制造当中,目前我国的硅储量是比较丰富的,而且这种材料的价格相对于其他半导体来说也处于比较低的位置,它不仅能够有着优良的性能,而且成本低,这样给很多的产业带来了巨大的利润,同时硅材料在目前处于主导和核心的地位,虽然发挥着很大的作用,但是也有一部分的局限性,就比如说他在电子领域方面的应用,就显得比较弱。从材料分析来看,产品应用的基础主要是在于分析它的物理方面的性质,比如说发射光的波长通常是有一些贷款比来决定的带宽越大,所发射的光的波长就会越短,这是一个很好的,能够展现其半导体性能的例子。
3半导体材料发展前景
由于一些历史原因,我们国家的半导体行业与发达国家存在一定的差距,在技术上有不成熟的地方,拉晶和对晶片的制造和后期加工上与发达国家存在差距,面对这种情况,我国相关部门快速成立了相应的开发和生产共同体,统一安排,统一领导,有序地进行半导体自主研发和生产试验,稳步提高着我国在半导体领域的科研水平。在各方面的共同努力下,形成每年两到三吨的SI-GaAs,每年三到五吨掺杂GaAs,InP单晶以及开盒就可以使用的晶片的制造能力,国家的支持和投入,推动了我国半导体行业的进步和发展,更好地适应了其他行业的发展脚步,为发展提供了新的助力。六英寸的GaAs制造的逐步实现国际化。对量子阱材料和超晶格材料的进一步发展提高。针对我国目前半导体行业的发展情况,主要方向应定位于超高亮度的红光材料,绿光材料和蓝光材料,加上光通信材料,以上为主要的研究发展方向,洞悉半导体市场对于新一批微电子元件和电路的需求,增强MBE和MOCVD基地方面的建设,积极学习先进的技术和经验,引进其先进设备,将CaN,CaALAs/GaAs基本蓝绿光材料作为重点,实现相关材料的实用化,最终达到中国市场对于一百万平方英寸的MBE以及MOCVD微电子,光电子微结构材料的生产的需求要求。争取在二十一世纪的中后期实现我国的半导体发展水平达到国际上对半导体行业的要求,进而实现我国半导体行业处于世界发展前列的目标,引领世界半导体行业的发展。对零维半导体和一维半导体的发展前景展望。就目前的发展情况来看,维半导体和一维半导体结构材料的固态纳米量值器发展尚不成熟,没有达到健壮和稳定的发展阶段,对其深入的研究没有有效的成果总结,但是例如零维半导体和一维半导体等低维度材料的固态纳米量值器对于半导体材料后续进一步的发展有着举足轻重的关键性影响,低维度材料的固态纳米量值器的发展和成熟会带来微电子技术和光电子技术的发展革新,带来新的发展篇章。在此需要特别提到,制造水平的高低可以说直接决定了纳米结构材料质量的好坏,提高纳米结构材料质量的质量需要相当的科研水平,需要相当充足的人力资源投入和资金投入,二者缺一不可,只有同时具备人力和财力才能为发展提供不竭的动力。目前我国在量子器件研制,量子点材料制备,半导体量子线等方面相较其领先水平都有一定的差距,发展需要人力和资源的投入,相关部门可以通过政策为其获取外界的关注度,以此来为其发展做准备。只有不断为半导体行业提供良好的发展环境,有足够的社会关注度,才能不断促进半导体行业的发展,使半导体行业成为我国经济建设的有力推手,促进我国经济发展腾飞。根据我国的相关调查显示,针对二零一六到二零二零的半导体行业现状践行分析预测,在全世界范围内的半导体行业收入增长半分之五的情况下,全球半导体材料市场总收入为四百三十五亿美元,我国的台湾地区第四次成为半导体材料消费最大地区之一。随着半导体材料的需求不断加大,投资环境逐步转好,另外在我国的优惠政策的影响下,全球半导体产业向着中国聚集,我国的集成电路保持着每年百分之三十的增长态势。相信在以后的发展中中国会面临更多的机遇和挑战,得到不断的发展。
结语
随着我国当前科学技术的发展,在半导体材料研制上已经有了重大的成就,但是为了使我国相关产业的生产和发展质量得到进一步的提升,半导体材料的研发人员应当立足于当前半导体材料的应用现状,运用先进的科学技术手段,进行更高性能的半导体材料的研发,创造出一个良好的应用前景。
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