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基础课件－硅材料基础知识硅材料基础知识主要内容：一、概述二、硅的结构、分类与来源三、硅的物理性质四、硅的化学性质五、硅的物理参数及测量六、硅的应用及注意事项一、概述硅材料的基础知识，课程包括较多，有固体物理、量子力学、半导体物理、半导体化学、半导体器件工艺、半导体材料等方面的知识；内容较多，如半导体电子状态和能级、载流子的发布、导电性、非平衡载流子、P－N结、金属与半导体的接触、表面理论、光电效应、磁电效压阻效应、异质结等。
这里只介绍半导体材料的最基本的内容。
1、材料按导电性能划分，可分为：导体、绝缘体、半导体三类。
导体——容易导电的材料。
如各种金属、石墨等。
一般的，电阻率<0.2Ω·cm 绝缘体——很难导电的材料。
如橡胶、玻璃、背板、EVA、SiO2、Si3N4等。
一般的，电阻率>20000Ω·cm半导体——介于两者之间的材料。
如Si、Ge、GaAs、ZnO等，它具有一些独特的性质。
注：a、金属靠电子导电，溶液靠离子导电，半导体导电靠电子或空穴导电。
b、空穴就是电子的缺少。
2、半导体材料，按组成结构可分为：元素半导体、化合物半导体、非晶半导体、有机半导体。
3、半导体器件对材料的要求：3.1禁带宽度适中（一般0.5～1.5电子伏，硅是1.08）3.2载流子迁移率高（一般1000～5000cm2/V·s）3.3纯度高3.4电阻率要求可靠、均匀（一般0.001～100000 ，硅本征2.3×105）3.5晶体的完整性二、硅的结构、分类与来源1、硅的原子理论1.1元素周期表中，第三周期、第IVA 族元素，原子序数14，原子量28电子排布1S 22S 22P 63S 23P 2 ,化合价为＋4价（＋2价）1.2硅有三种同位素28Si ：92.21％、29Si ：4.70％、30Si ：3.09％、1.3晶体结构：金刚石结构（正四面体），原子间以共价键结合。
国家标准《非本征半导体材料导电类型测试方法》（送审稿）编制说明一、工作简况1、项目背景和立项意义导电类型是半导体材料的基本电学参数。
在本征半导体中添加施主或受主物质(通常称为掺杂物)，通过施主型杂质解离向导带注入电子或受主型杂质俘获价带电子产生的自由载流子，使本征半导体产生额外的电导，成为非本征半导体。
非本征半导体由于添加施主型杂质或受主型杂质分别成为N型半导体或P型半导体。
在半导体材料的生产过程中，非本征半导体导电类型的测定对半导体设备的制造及研究和发展具有重要的意义。
随着半导体材料产业的飞速发展，非本征半导体材料导电类型测试方法近年来也在不断改进，原有标准GB/T 1550-1997已经不能充分适应目前半导体材料产业发展的需要，因此需要对原有标准进行修订。
本标准主要参照SEMI MF 42-1105(0611)对国家标准GB/T 1550-1997进行修订，进一步完善非本征半导体材料导电类型的测试方法。
鉴于半导体晶片做得越来越薄（供太阳能电池用的硅片厚度已经达到160~180μm），原有标准GB/T 1550-1997中的三探针法及冷热探针法等测量导电类型的方法极易引起晶片损伤，也无法适应现代化晶片自动分选的要求，本标准在修订时增加了表面光电压法测试非本征半导体材料导电类型的方法。
本标准修订后扩展了原标准的适用范围，有较强的适用性，将更为完整、先进，更好地满足半导体材料产业发展的需要。
2、任务来源2015年8月，根据《国家标准委关于下达2015年第二批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2015]52号）的要求，《非本征半导体材料导电类型测试方法》国家标准的修订任务由乐山市产品质量监督检验所负责，计划号为20151793-T-469，任务完成时间为2015年～2017年。
3、项目承担单位概况乐山市产品质量监督检验所是四川省乐山市质量技术监督局直属质检技术机构，是依据《中华人民共和国标准化法》和《中华人民共和国产品质量法》设置的法定检验机构，于1989年按照《计量法》规定首次通过计量认证和实验室审查认可。
电子材料的导电性能分析电子材料是现代电子技术中不可或缺的基础材料，其导电性能对于电子设备的性能和功能起着至关重要的作用。
本文将从导电性能的定义、常见测量方法、影响因素以及提升导电性能的途径等方面进行分析和讨论。
一、导电性能的定义导电性能是指材料导电的能力，通常通过电导率来表征。
电导率是描述材料导电性能的物理量，单位是西门子/米（S/m）。
电导率越高，材料的导电性能就越好。
二、导电性能的测量方法1. 四探针法：四探针法是一种常用的测量材料导电性能的方法。
它利用四个探针分别接触材料的表面，形成一个电流通路，通过测量电流和电压的关系来计算材料的电阻和导电率。
2. 电阻率计法：电阻率计也是一种常见的测量导电性能的工具。
它通过在材料上施加一定的电压，测量通过材料的电流大小，从而计算出电阻和电导率。
3. Hall效应测量法：Hall效应是一种描述导电性能的现象，通过测量材料中磁场引起的电压差来计算出载流子的类型、浓度和迁移率等参数，进而得到材料的导电性能。
三、影响导电性能的因素1. 材料的载流子类型和浓度：导电性能与材料内部载流子的类型（电子或正孔）和浓度相关。
一般来说，电子是主要的载流子，浓度越高，导电性能越好。
2. 材料的晶格结构和净化度：晶格结构的完整性和净化度对导电性能起着重要的影响。
杂质、缺陷和晶格畸变等因素都会降低导电性能。
3. 温度：温度对导电性能有显著影响。
一般来说，随着温度的升高，导电性能会增加，但在一定温度范围内，导电性能可能会出现饱和现象。
四、提升导电性能的途径1. 选择合适的导电材料：根据具体的应用需求，选择具有良好导电性能的材料是提升导电性能的重要途径。
例如，金属、导电聚合物等材料具有较高的导电性能。
2. 优化材料的制备工艺：通过优化材料的制备工艺，可以改善材料的结晶性和纯度，从而提升导电性能。
例如，采用先进的沉积技术、控制材料的热处理参数等。
3. 掺杂和合金化：适度的掺杂和合金化可以改变材料的电子结构和晶格结构，从而提高导电性能。
金属导电性的测量实验报告实验目的：测量不同金属材料的导电性能，并比较它们之间的差异。
实验器材：1. 电源2. 电流表3. 电压表4. 导体材料（铜线、铁线、铝线等）5. 连接线6. 示波器（可选）实验原理：金属导电性是金属材料的一种重要特性，通常用电导率来描述。
电导率（σ）是指单位长度和单位横截面积的金属导体通过电流时所能导电的能力。
根据欧姆定律（Ohm's Law），电流（I）与电压（V）之间的关系为I = V/R，其中R是电阻。
电导率则定义为导体单位长度上的电量与电压之比，即σ = I/(A × V)，其中A是导体的横截面积。
实验步骤：1. 将电流表和电压表分别接入实验电路中，确保电路连接正确并稳定。
2. 准备好不同金属导体材料，如铜线、铁线、铝线等。
3. 依次将不同金属导体材料接入电路中，连接好电源，并调节电流大小，确保测量范围适中。
4. 分别测量每个金属导体材料的电流值和电压值，并记录下来。
5. 根据测量结果计算出每个金属导体材料的电阻和电导率，并记录下来。
6. 分析比较不同金属导体材料的电导率，探究其差异的原因。
实验结果：在测量过程中，我们得到了以下数据：1. 铜线：电流值为I1，电压值为V1；2. 铁线：电流值为I2，电压值为V2；3. 铝线：电流值为I3，电压值为V3。
通过计算，我们得到不同金属导体材料的电阻和电导率如下：1. 铜线：电阻为R1，电导率为σ1；2. 铁线：电阻为R2，电导率为σ2；3. 铝线：电阻为R3，电导率为σ3。
实验讨论：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 铜线具有较低的电阻和较高的电导率，说明它是一种良好的导电材料。
2. 铝线具有较高的电阻和较低的电导率，说明它相对于铜线来说导电性较差。
3. 铁线的导电性能介于铜线和铝线之间。
这种差异主要是由于金属导体内部的自由电子的运动性质不同所导致的。
在铜线中，自由电子的数量较多且能够自由运动，因此导电性能较好。
聚合物导电测试标准前言嘿，今天咱们来聊聊聚合物导电测试标准这个事儿。
你知道吗？随着科技的发展，聚合物在我们生活中的应用那是越来越广泛了。
从电子设备里的一些小零件，到大型的电力传输设施，都可能用到聚合物材料。
但是呢，不同的应用场景对聚合物的导电性能有不同的要求。
所以啊，就需要有一个统一的测试标准，这样大家才能知道自己用的聚合物到底导电性能咋样，是不是符合要求。
这就像是一场比赛，得有个规则才能判断谁胜谁负，对吧？适用范围这个聚合物导电测试标准适用的场景可多啦。
比如说，在电子行业里，那些电路板上的聚合物涂层，就得测试它的导电性。
因为如果导电性不好，可能就会影响电子信号的传输，导致设备出故障。
再比如，在新能源汽车的电池组件中，有些聚合物材料用于电池的封装或者电极连接部分，也需要进行导电测试。
毕竟，电池的性能可是和这些部件的导电性能密切相关的。
还有像一些传感器的制造，其中的聚合物元件如果导电性能不达标，那传感器可能就无法准确地检测数据。
总之呢，只要是涉及到聚合物在导电方面有要求的产品制造、研发等场景，这个测试标准都能用得上。
术语定义1. 聚合物（Polymer）说白了，聚合物就是由很多小分子重复连接起来形成的大分子物质。
就像搭积木一样，许多相同或者相似的小积木（小分子）一块一块地拼接起来，最后变成一个很大的结构体（大分子）。
常见的聚合物有塑料、橡胶这些东西。
在导电测试中，我们关注的是这种聚合物材料的导电特性。
2. 导电性（Conductivity）你可以想象一下，导电性就像是水在管道里流动的顺畅程度。
如果一种材料导电性好，那就好比是粗水管里的水，电流很容易通过；要是导电性不好呢，就像细水管或者有堵塞的水管，电流通过就比较困难。
它衡量的是材料允许电流通过的能力。
正文1. 化学成分相关标准条款1.1 纯度要求1.2 添加剂影响很多时候，为了改善聚合物的某些性能，会添加一些添加剂。
这些添加剂对导电性的影响可不能忽视。
