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半导体的原理与应用论文1. 引言1.1 背景介绍半导体是一种介于导体（如金属）和绝缘体（如木材）之间的材料，具有独特的电学特性，因此在现代科技领域有广泛的应用。
本文将介绍半导体的基本原理，并探讨其在各个领域中的应用。
1.2 研究目的本文的目的是深入理解半导体的工作原理，并探索其在电子、光电子、通信等领域的应用。
通过了解半导体的原理和应用，可以更好地理解现代科技的发展趋势。
2. 半导体的基本原理半导体材料的基本特性可以通过能带理论来解释。
能带是电子能量与动量的关系图，通过填充和空缺的方式来描述电子在原子中的位置。
半导体材料的能带结构可以分为价带和导带，电子在价带中移动时，可以传导电流，而电子在导带中移动时，则无法传导电流。
半导体的导电性可以通过掺杂来改变。
掺杂是指将其他原子引入原始半导体材料中，这些掺杂原子具有不同的价电子数。
通过控制半导体中的杂质浓度和类型，可以调节材料的导电性能，使其适用于不同的应用。
3. 半导体的应用3.1 电子应用半导体在电子领域中有广泛的应用，例如： - 晶体管：半导体三极管和场效应晶体管是现代电子设备中最基本的元件之一，用于放大和开关电子信号。
- 集成电路：半导体集成电路（IC）是现代计算机和通信设备中的核心部件，通过在一小片半导体上整合数百万个晶体管和其他元件，实现复杂的电子功能。
- 发光二极管（LED）：LED是一种能够将电能转化为光能的设备，广泛应用于照明、显示和通信等领域。
- 半导体激光器：激光器利用半导体材料的特性产生高度聚焦的光束，广泛应用于激光打印机、激光切割和医疗设备等领域。
3.2 光电子应用半导体材料的光学特性使其在光电子领域中具有重要应用，例如： - 太阳能电池：光照射在半导体材料上时，产生的光生电子和空穴可以通过结构设计，将太阳能转化为电能，广泛应用于可再生能源领域。
- 光电探测器：利用半导体材料对光的敏感性，可以实现高精度的光电探测和测量，广泛应用于科学研究、通信和工业领域。
半导体材料介绍论文引言：半导体材料是当今电子工业中至关重要的一类材料。
它们具有介于金属和绝缘体之间的电导性质，因而被广泛应用于电子器件的制造。
半导体材料的研究和发展对于电子行业的技术进步和创新起到了关键的作用。
本文将介绍半导体材料的基本特性、分类、制备方法、以及常见的应用领域。
1.基本特性：-可控的电导率：半导体材料的电导率可以通过外加电场或掺杂调节。
这使得半导体材料可以用来制造各种控制电流的电子器件，例如晶体管。
-禁带：半导体材料具有接近禁带（能量带隙）范围的能级，使得它们在常温下既不是导电体也不是绝缘体。
-注入载流子：通过施加特定的电压或电流，碰撞激发半导体中的电子和空穴，形成导电的载流子。
-温度敏感性：半导体材料的导电性质受温度影响较大，温度升高会导致其电导率增加。
2.分类：根据禁带宽度，半导体材料可以分为以下几类：-基础型半导体：禁带宽度较大，难以直接用于电子器件的制造。
例如，硅（Si）和锗（Ge）。
-化合物半导体：由两种或多种元素结合形成的化合物。
其禁带宽度较小，适合用于电子器件的制造。
例如，砷化镓（GaAs）和磷化氮（GaN）。
-合金半导体：由两个或多个基础型半导体材料合成的材料。
通过调节合金组成可以改变其禁带宽度。
例如，锗硅（Ge-Si）合金。
3.制备方法：-材料净化：去除杂质和不纯物质，确保制备的半导体材料具有良好的纯度。
-晶体生长：通过溶液法、气相沉积法、分子束外延等技术，使半导体材料在晶体结构中有序排列。
-掺杂：故意添加少量特定元素（掺杂剂），改变半导体材料的导电性质。
-制造器件：通过光刻、蚀刻、金属沉积等工艺，将半导体材料转化为各种电子器件。
4.应用领域：-电子行业：半导体材料是电子器件的基础材料，例如集成电路、晶体管等。
-光电子学：半导体材料的光学特性使其适用于光电器件的制造，例如激光二极管、太阳能电池等。
-光通信：半导体材料是光纤通信系统的重要组成部分，用于制造光电调制器、光放大器等器件。
制备P型氧化锌薄膜的方法摘要近年来随着光电器件的发展，对于短波长光电材料的需求也日益提高，而氧化锌（ZnO）作为直接宽带隙半导体材料，有着高达 60 meV 的激子束缚能，是下一代短波长光电材料的潜在材料。
有效的p 型氧化锌薄膜掺杂是实现氧化锌基光电器件的基础，但是氧化锌p型掺杂非常难以实现。
本文主要是简述制备氧化锌p型的五种方法及其每种方法的制备机制并为氧化锌p型的发展稍作展望。
关键词氧化锌（ZnO）薄膜、p型、制备方法正文一、p型氧化锌薄膜的重要性首先，我们来说一下，为什么现在都在大力研发制备p型氧化膜。
氧化锌是一种新型的Ⅱ－Ⅵ族直接带隙宽禁带化合物半导体材料，具有优异的光学和电学特性，具备了发射蓝光或近紫外光的优越条件，有望开发出紫外、绿光、蓝光等多种发光器件。
实现氧化锌基光电器件的关键技术是制备出优质的p型氧化锌薄膜。
本征氧化锌是一种n 型半导体，必须通过受主掺杂才能实现p型转变。
但是由于氧化锌中存在较多本征施主缺陷，对受主掺杂产生高度自补偿作用，并且受主杂质固溶度很低，难以实现p型转变，导致无法制得半导体器件的核心——氧化锌p－n结结构，极大地限制了氧化锌基光电器件的开发应用。
只有掌握了p型氧化锌薄膜的制备，才能实现上述的一切。
二、制备p型氧化锌薄膜的几种方法下面我将给大家介绍几种氧化锌p型掺杂的方法。
1.第一种，叫做共掺杂法。
此方法利用了受主间的静电排斥与施主和受主的静电吸引形成的亚稳定A-D-A复合体。
复合体导致强烈的离子特性，引起马德隆能减小，同时，两种掺杂元素不同的原子半径引起晶格松弛，使得固溶度有较大增加。
另外施主和受主波函数的强烈杂化导致施主能级向高能量方向移动，而受主能级向低能量方向移动，即由杂质深能级向浅能级变化，其结果是载流子的激活率有较大增加。
这种复合体产生短程类偶极子散射，而非单独受主存在时的长程库仑散射，提高了载流子的迁移率。
氧化锌掺杂后会引起晶格马德隆能的变化，施主元素的掺入引起马德隆能下降，而受主元素的掺入则引起马德隆能上升，将会影响 p 型氧化锌的形成，而采用施主和受主按 1∶2 进行共掺杂的方法，不仅能够增加固溶度，而且能够降低马德隆能。
半导体材料论文
半导体材料是一种在电学上表现介于导体和绝缘体之间的材料。
它具有在一定
条件下能够导电的特性，但在其他条件下又表现出绝缘体的特性。
半导体材料在现代电子技术中起着至关重要的作用，广泛应用于集成电路、太阳能电池、光电器件等领域。
半导体材料的研究始于20世纪初，随着科学技术的发展，人们对半导体材料
的认识不断深化，材料的种类也在不断扩展。
目前，常见的半导体材料主要包括硅、锗、砷化镓、氮化镓等。
这些材料在电子、光电子等领域都有着重要的应用价值。
半导体材料的性能对于电子器件的性能有着至关重要的影响。
例如，半导体材
料的载流子浓度、迁移率、能隙等参数都会直接影响器件的性能。
因此，对于半导体材料的研究和探索显得尤为重要。
近年来，随着人们对能源、环境等问题的关注，半导体材料在太阳能电池、光
电器件等方面的应用越来越受到重视。
例如，砷化镓材料在光电器件中具有较高的光电转换效率，被广泛应用于激光器、LED等领域。
而氮化镓材料在太阳能电池
中也表现出较高的光电转换效率，成为太阳能电池领域的研究热点之一。
除了在电子器件领域的应用外，半导体材料在生物医学、光通信等领域也有着
广泛的应用前景。
例如，砷化镓材料在激光医疗设备中的应用，氮化镓材料在光通信中的应用等，都展现出了半导体材料在不同领域的巨大潜力。
总的来说，半导体材料作为一种介于导体和绝缘体之间的材料，具有着独特的
电学性能和广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，相信半导体材料在未来会有更广泛的应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
在此，我谨代表本人，向贵委员会郑重推荐XXX同学的半导体领域毕业论文。
经过深入了解，我认为该论文具有较高的学术价值和应用前景，特此撰写推荐信如下：一、论文选题与背景XXX同学的毕业论文题目为《基于新型半导体材料的器件设计与性能研究》，该选题具有前沿性和实用性。
随着半导体技术的飞速发展，新型半导体材料在电子器件领域的应用越来越广泛。
该论文针对新型半导体材料的研究现状，探讨了器件设计与性能优化方法，具有重要的理论意义和应用价值。
二、论文研究内容与方法1. 论文研究内容（1）新型半导体材料的制备与表征：通过对新型半导体材料的制备工艺进行优化，提高材料的性能；采用多种表征手段对材料进行深入研究，为器件设计提供理论依据。
（2）器件设计与仿真：结合新型半导体材料的特点，设计高性能的电子器件；利用计算机仿真软件对器件进行性能分析，验证设计方案的可行性。
（3）器件性能优化：针对器件在实际应用中存在的问题，提出优化策略，提高器件的稳定性和可靠性。
2. 论文研究方法（1）文献调研：广泛查阅国内外相关文献，了解新型半导体材料的研究现状和发展趋势。
（2）实验研究：通过制备、表征和测试新型半导体材料，为器件设计提供数据支持。
（3）计算机仿真：利用仿真软件对器件进行性能分析，验证设计方案的可行性。
（4）理论分析：结合半导体物理原理，对器件性能进行理论分析，为优化策略提供理论依据。
三、论文创新点与成果1. 论文创新点（1）提出了一种新型半导体材料的制备方法，提高了材料的性能。
（2）设计了一种高性能的电子器件，具有较高的稳定性和可靠性。
（3）针对器件性能问题，提出了一种优化策略，提高了器件的性能。
2. 论文成果（1）发表论文3篇，其中SCI检索1篇。
（2）申请发明专利1项。
（3）参加国内外学术会议3次，作口头报告1次。
四、推荐理由1. XXX同学具备扎实的理论基础和丰富的实践经验，对半导体领域有较深入的了解。
2. 该论文选题具有前沿性和实用性，研究内容丰富，方法科学，具有一定的创新性。
半导体论文格式半导体论文格式半导体论文格式摘要：本文主要介绍半导体材料的分类、特征、制备工艺、应用、半导体的特性参数、发展现状战略地位等。
半导体的发展与器件紧密相关。
1941年用多晶硅材料制成检波器，是半导体材料应用的开始，1948~1950年用切克劳斯基法成功的拉出了锗单晶，并用它制成了世界上第一个具有放大性能的锗晶体三极管。
1951年用四氯化硅锌还原法制出了多硅晶，1952年用直拉法成功拉出世界上第一根硅单晶，同年制出了硅结型晶体管，从而大大推进了半导体材料的广泛应用和半导体器件的飞速发展。
关键词：半导体材料导电能力单晶片电阻率电子一、半导体材料的分类；半导体材料是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。
半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料，其电导率在10（U-3）～10（U-9）Ω/cm范围内。
半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。
按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、化合物半导体、有机半导体、固溶体半导体和非晶态与液态半导体。
元素半导体大约有十几种，处于ⅢA族—ⅦA族的金属元素与非金属元素交界处，如Ge，Si，Se，Te 等；化合物半导体分为二元化合物半导体和多元化合物半导体；有机半导体分为有机分子晶体、有机分子络合物、和高分子聚合物，一般指具有半导体性质的碳-碳双键有机化合物，电导率为10-10~102Ω·cm。
固溶体半导体是由两个或多个晶格结构类似的元素化合物相融合而成，有二元系和三元系之分，如ⅣA-ⅣA组成的Ge-Si固溶体，ⅤA-ⅤA组成的Bi-Sb固溶体。
原子排列短程有序、长程无序的半导体成为非晶态半导体，主要有非晶硅、非晶锗等。
二、半导体材料的制备工艺；不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。
半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。
常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。
半导体毕业论文半导体：探索未来科技的基石引言：在当今科技发展迅猛的时代，半导体作为一种关键材料，已经成为现代生活和工业生产的基石。
它的应用范围广泛，从电子设备到通讯技术，从能源领域到医疗科学，无不离开半导体的支持。
本文将探讨半导体的基本原理、应用领域以及未来的发展趋势，旨在展示半导体技术对于人类社会的巨大影响和潜力。
一、半导体的基本原理半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料，其电导率介于两者之间。
这种特性源于半导体晶体中的电子能级结构。
通过控制材料中的杂质浓度和制造工艺，可以调节半导体的电导率，从而实现对电流的控制。
半导体的基本原理为现代电子学的发展提供了坚实的基础。
二、半导体的应用领域1. 电子设备半导体是电子设备中最重要的组成部分。
从智能手机到电脑、电视，几乎所有现代电子产品都离不开半导体芯片。
半导体的微小尺寸和高度集成的特点，使得电子设备越来越小型化、高效化和功能强大化。
2. 通讯技术半导体在通讯技术中扮演着重要角色。
无线通信、光纤通信、卫星通信等都依赖于半导体器件。
半导体的高速开关特性和信号放大能力，使得信息传输更加快速和稳定。
3. 能源领域半导体技术在能源领域的应用也日益重要。
太阳能电池板、LED灯、电动汽车等都离不开半导体器件。
半导体的光电转换效率高和能量损耗小的特点，为可再生能源的发展提供了强有力的支持。
4. 医疗科学半导体技术在医疗科学中的应用也日益广泛。
例如，生物芯片可以用于基因检测和疾病诊断，人工智能和机器学习可以应用于医学影像处理和疾病预测。
这些应用将大大提高医疗水平和人类生活质量。
三、半导体的未来发展趋势1. 三维集成电路随着电子设备的不断发展，对于更高性能和更小尺寸的需求也越来越迫切。
三维集成电路技术可以将多个晶体管层叠在一起，大大提高芯片的集成度和性能。
这一技术的发展将推动电子设备的进一步革新。
2. 新型材料除了传统的硅材料，新型半导体材料也在不断涌现。
例如，石墨烯、氮化镓等材料具有优异的电子特性，有望在未来取代硅材料，推动半导体技术的进一步发展。
一、半导体物理发展史简介半导体物理学是研究半导体原子状态和电子状态以及各种半导体器件内部电子过程的学科。
是固体物理学的一个分支。
研究半导体中的原子状态是以晶体结构学和点阵动力学为基础，主要研究半导体的晶体结构、晶体生长，以及晶体中的杂质和各种类型的缺陷。
研究半导体中的电子状态是以固体电子论和能带理论为基础，主要研究半导体的电子状态，半导体的光电和热电效应、半导体的表面结构和性质、半导体与金属或不同类型半导体接触时界面的性质和所发生的过程、各种半导体器件的作用机理和制造工艺等。
半导体物理学的发展不仅使人们对半导体有了深入的了解，而且由此而产生的各种半导体器件、集成电路和半导体激光器等已得到广泛的应用。
能带理论的建立为半导体物理的研究提供了理论基础，晶体管的发明激发起人们对半导体物理研究的兴趣，使得半导体物理的研究蓬勃展开，并对半导体的能带结构、各种工艺引起的半导体能带的变化、半导体载流子的平衡及输运、半导体的光电特性等作出理论解释，继而发展成为一个完整的理论体系——半导体物理学。
1947年，美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管，从而开创了人类的硅文明时代。
1、半导体的起源法拉第在1833年发现硫化银，它的电阻随着温度上升而降低。
对半导体而言，温度上升使自由载子的浓度增加，反而有助于导电，这也是半导体一个非常重要的物理性质。
1874年，德国的布劳恩注意到硫化物的电导率与所加电压的方向有关，这就是半导体的整流作用。
1906年，美国发明家匹卡发明了第一个固态电子元件：无线电波侦测器，它使用金属与硅或硫化铅相接触所产生的整流功能，来侦测无线电波。
整流理论能带理论2、电晶体的发明3、积体电路：积体电路就是把许多分立元件制作在同一个半导体晶片上所形成的电路4、超大型积体电路二、半导体和集成电路的现状及发展趋势半导体材料的发展，现状和趋势第一代的半导体材料：以硅（包括锗）材料为主元素半导体第二代半导体材料：以砷化镓（GaAs）为代表的第二代化合物半导体材料第三代半导体材料：氮化物（包括SiC、ZnO等宽禁带半导体）第三代半导体器件由于它们的独特的优点，在国防建设和国民经济上有很重要的应用，前景无限。
Growth of SiC Nanorods on Si SubstrateAbstractSilicon carbide (SiC) is a ™-™ compound semiconductor material with a wide band gap. Semiconductor electronic devices and circuits made from SiC are presently being developed for high-temperature, high-power, and high-radiation conditions in which conventional semiconductors cannot adequately perform. One-dimensional SiC, such as nanowires and nanorods, is of great interests for many applications due to their excellent properties, such as high mechanical strength, high thermal stability, high thermal conductivity. Especially SiC nanorods are widely considered as reinforcement materials for ceramic composites providing very high strength and toughness due to their very high elastic modulus and strength over their bulk-counterpart. In this study, the SiC nanorods were fabricated by vapor-liquid-solid (VLS) mechanism on Si substrate. The SiC nanaorods were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD)and energy diffraction spectrometer (EDS).The factors which influenced the formation of SiC nanorods were studied.Keywords: SiC nanorods, VLS mechanism, CVDIntroductionSilicon carbide (SiC) is a wide band gap semiconductor with many super properties, such as high breakdown field，high thermal conductivity, high saturation drift velocity, low relative dielectric constant and excellent resistance to oxidation and corrosion[1-2]. These outstanding properties make SiC a very attractive semiconductor material. For example, SiC is commercially applied for optoelectronic devices [3], such as photodiodes and light-emitting diodes which emit throughout the visible spectrum into the ultraviolet. The applications of SiC also cover the area of high-temperature sensors, high-power devices, and microwave devices (both avalanche diodes and field effect transistors).In the meantime, since carbon nanotubes emerged into the scientific world in 1991 and their exceptional excellent properties were introduced, one-dimensional nanomaterials such as SiC, GaN, have attracted much interest from researchers because the extreme geometry of the nanomaterials is of importance to investigate the physical and chemical properties of the materials such as their quantum size effect. These nanosized materials are important for ceramic nanocomposite materials [4, 5]. They are also claimed to be promising raw materials for engineering ceramic devices offering superplasticity and high strength at high temperatures. Furthermore nanoscale filters or support for a catalytic surface might be interesting application of SiC nanopowders.A lot of methods have been developed to synthesize SiC nanorods [6]. SiC nanorods can be fabricated without the metallic catalysts. For instance, Zhou [7] fabricated SiC nanowires by the hot filament chemical vapor deposition (CVD) method. B.-C. Kang synthesized SiC nanorods by CVD method.Li [8] synthesized SiC nanowires by using a SiC rod as the anode to arc-discharge. And Hyung Suk Ahn [9] synthesized SiC nanorods by using LPCVD. SiC nanorods can be also fabricated with the metallic catalysts. For example, B.-C. Kang fabricated SiC nanorods by using nickel as a catalyst. And Zhang [10] et al. synthesized SiC nanorods using Fe powders as the catalyst. Among these methods, carbothermal reduction of silica-containing materials and the CVD method are the most commonly employed.In carbonthermal reduction process, three mechanisms are involved to form SiC nanorods. They are called vapor-solid (VS) mechanism, two-stage growth (TS) mechanism and vapor-liquid-solid (VLS) mechanism. [11] By the VS mechanism, the nanorods are grown by direct accommodation of silicon and carbon atoms to the growth plane from the silicon- and carbon-carrying vapors. The nanorods are formed in the raw materials containing metal impurities such as rice-hulls by the TS mechanism. The impurities form discrete liquid droplets on the growth plane. The droplets are quickly covered with vapor species because of their high accommodation coefficient and act as nucleation sites for thenanorods growth. It results in axial growth of nanaorods (first stage), and, then in lateral thickening (second stage) [11, 12]. The essential features of VLS mechanism can be expressed as the growth of nanorods via the assistance of liquid solution containing the desired ingredient of the nanorods to be grown. The processes are complex and the fundamental issues remain to be ascertained. The growth of nanorods involves the dissolution of solute at the vapor/liquid interface and its subsequent precipitate at the liquid/solid interface during the VLS growth process. In this paper, nickel was used as a metallic catalyst to deposit SiC nanorods on Si substrate via the VLS mechanism.ExperimentSiC nanorods were fabricated in metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) system. The water-cooled reactor, as shown inFig. 1 schematic configuration of MOCVD reactorFig.1, was a horizontal quartz tube. First, nickel thin film with thickness of 400∗500 nm, which acted as a catalyst in growing SiC nanorods, was deposited on Si substrate by DC sputtering. The Si substrates covered with nickel thin flim were set on a SiC-coated graphite susceptor, which was heated by ratio frequency (RF) induction. According to Ni-Si and Ni-C phasediagram [13-15], the growth temperature was selected between 1250ε and 1380ε . Silane (SiH4) and acetylene (C2H2) were used as source gas. Hydrogen (H2) gas purified by a Pd purifier was used as the carrier gas. The flow rate of H2 was fixed to be 500 sccm (standard cubic centimeter per minute). And the growth pressure of SiC nanorods was fixed to be 60 Torr.Two processes were carried out to synthesize SiC nanorods. One was called two-step process, in which only C2H2 was first introduced into the reactor to fabricate carbon nanotubes on the Si substrates covered nickel thin film at 1150ε for several minutes. Then the growth temperature increased to 1150ε∗1350ε , and C2H2 and SiH4 were reacted as the source gas to synthesize SiC nanorods. Another process was called one-step process, in which C2H2 and SiH4 as the source gases were introduced into the reactor at the same time.The crystal structure of SiC nanorods was characterized by X-ray diffraction (XRD). The morphology of SiC nanorods was characterized by scanning electron microscopy (SEM). Energy dispersive spectrometer(EDS) was carried out to identify their chemical composition.Results and discussion1.SiC nanorods synthesized by two-step processBy the two-step process, carbon nanotubes were first synthesized on the Si substrate in the carbonized process. The morphology and the composition characterized by SEM and EDS, were shown in Fig.2 and Fig.3 respectly. The Ag peak appeared in the EDS image was introduced in the experiment during the SEM and EDS analysis. According to the figure, high density of carbon nanotubes was grown on the Si substrate.Fig. 2 SEM images of carbon naotubes grown on a Si substrateFig. 3 EDS spectrum of carbon nanotubesgrown on a Si substrateThe XRD spectrum of SiC nanorods synthesized by two-step process was shown in Fig.4. In the XRD patterns, characteristic peaks from (111), (200) and (220) plane of ß-SiC appeared at 35.68°, 47.68° and 60.16°, respectively. Peaks from other polytypes of SiC were not observed, so the SiC nanorods were zinc-blende structure.The morphology of SiC nanorods was depicted in Fig.5. High density of nanorods was randomly grown on the substrate. The diameters of SiC nanorods were almost the same.2. SiC nanorods synthesized by one-step processThe characters of the SiC nanorods fabricated by one-step process were characterized by XRD, SEM and EDS. The results are shown in Fig.6∗8 and table 1. In general, SiC nanorods were synthesized by one-step process.Fig. 4 XRD patterns of SiC nanorods Fig. 5 SEM image of SiC nanorodssynthesized by two-step methodAlthough all the samples were growth by VLS mechanism, it was clearly that the diameter of the SiC nanorods fabricated by one-step process was much larger than that prepared by two-step process. The reasons should be the confinement effect of carbon nanotubes in two-step process. The size of carbon nanotubs limited the lateral growth of SiC nanorods and led to the diameter of SiC nanorods almost the same as that of carbon nanotubes. For the one-step process, however the main factors which determined the diameter of SiC nanorods should be the volume of liquid droplet and wetting behavior [16-17], so the diameter of SiC nanorods, Fig. 7 SEM image of SiC nanorodsfabricated by one-step process Fig. 6 XRD pattern of SiC nanorods fabricatedby one-step process Fig.8 EDS spectrum of SiC nanorods by one-step processwas much larger.The atomic content of carbon was higher than that of silicon for the SiC nanorods made by one-step process as shown in table 1. It should be originate from the result of C2H2 activity. Because of its high activity, C2H2 should be decomposed very quickly at 1250ε . A lot of carbon atoms deposited on Si substrate. However, not enough silicon atoms reacted with them. So the redundant carbon atoms formed amorphous carbon on the substrate.SummarySiC nanorods were successfully synthesized via VLS mechanism by two-step process and one-step process. The structure, morphology and composition were characterized by XRD, SEM and EDS. Factors which affected the diameter of SiC nanorods were discussed.References[1].Philip G. Neudeck, SiC technology (1998).[2].Philip G. Neudeck, High-temperature electronics –a role for wide bandgapsemiconductors, Proceedings of the IEEE, Vol 90, No 6 (2004).[3].Han-Kyu Seong, Heon-Jin Choi and Sang-Kwon Lee, Optical and electricaltransport properties in silicon carbide nanowires, Applied Physics Letters, Vol 85,No 7 (2004).[4].B.-C. Kang*, S.-B. Lee, J.-H. 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1半导体材料的战略地位上世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；上世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。
超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。
纳米科学技术的发展和应用，将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、操纵和制造功能强大的新型器件与电路，必将深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式，彻底改变人们的生活方式。
2几种主要半导体材料的发展现状与趋势2.1硅材料从提高硅集成电路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）单晶的直径和减小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si发展的总趋势。
目前直径为8英寸（200mm）的Si单晶已实现大规模工业生产，基于直径为12英寸（300mm）硅片的集成电路（IC‘s）技术正处在由实验室向工业生产转变中。
目前300mm，0.18μm工艺的硅ULSI生产线已经投入生产，300mm，0.13μm工艺生产线也将在2003年完成评估。
18英寸重达414公斤的硅单晶和18英寸的硅园片已在实验室研制成功，直径27英寸硅单晶研制也正在积极筹划中。
从进一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的大直径硅外延片会成为硅材料发展的主流。
另外，SOI材料，包括智能剥离（Smart cut）和SIMOX材料等也发展很快。
目前，直径8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在开发中。
理论分析指出30nm左右将是硅MOS集成电路线宽的“极限”尺寸。
这不仅是指量子尺寸效应对现有器件特性影响所带来的物理限制和光刻技术的限制问题，更重要的是将受硅、SiO2自身性质的限制。
尽管人们正在积极寻找高K介电绝缘材料（如用Si3N4等来替代SiO2），低K介电互连材料，用Cu代替Al引线以及采用系统集成芯片技术等来提高ULSI 的集成度、运算速度和功能，但硅将最终难以满足人类不断的对更大信息量需求。
为此，人们除寻求基于全新原理的量子计算和DNA生物计算等之外，还把目光放在以GaAs、InP为基的化合物半导体材料，特别是二维超晶格、量子阱，一维量子线与零维量子点材料和可与硅平面工艺兼容GeSi合金材料等，这也是目前半导体材料研发的重点。
2.2 GaAs和InP单晶材料GaAs和InP与硅不同，它们都是直接带隙材料，具有电子饱和漂移速度高，耐高温，抗辐照等特点；在超高速、超高频、低功耗、低噪音器件和电路，特别在光电子器件和光电集成方面占有独特的优势。
目前，世界GaAs单晶的总年产量已超过200吨，其中以低位错密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生长的2－3英寸的导电GaAs衬底材料为主；近年来，为满足高速移动通信的迫切需求，大直径（4，6和8英寸）的SI－GaAs发展很快。
美国莫托罗拉公司正在筹建6英寸的SI－GaAs集成电路生产线。
InP具有比GaAs更优越的高频性能，发展的速度更快，但研制直径3英寸以上大直径的InP单晶的关键技术尚未完全突破，价格居高不下。
GaAs和InP单晶的发展趋势是：（1）。
增大晶体直径，目前4英寸的SI－GaAs已用于生产，预计本世纪初的头几年直径为6英寸的SI－GaAs也将投入工业应用。
（2）。
提高材料的电学和光学微区均匀性。
（3）。
降低单晶的缺陷密度，特别是位错。
（4）。
GaAs和InP单晶的VGF生长技术发展很快，很有可能成为主流技术。
2.3半导体超晶格、量子阱材料半导体超薄层微结构材料是基于先进生长技术（MBE，MOCVD）的新一代人工构造材料。
它以全新的概念改变着光电子和微电子器件的设计思想，出现了“电学和光学特性可剪裁”为特征的新范畴，是新一代固态量子器件的基础材料。
（1）Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。
GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和应变补偿材料体系已发展得相当成熟，已成功地用来制造超高速，超高频微电子器件和单片集成电路。
高电子迁移率晶体管（HEMT），赝配高电子迁移率晶体管（P－HEMT）器件最好水平已达fmax=600GHz，输出功率58mW，功率增益6.4db；双异质结双极晶体管（HBT）的最高频率fmax也已高达500GHz，HEMT逻辑电路研制也发展很快。
基于上述材料体系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探测器，红、黄、橙光发光二极管和红光激光器以及大功率半导体量子阱激光器已商品化；表面光发射器件和光双稳器件等也已达到或接近达到实用化水平。
目前，研制高质量的1.5μm 分布反馈（DFB）激光器和电吸收（EA）调制器单片集成InP基多量子阱材料和超高速驱动电路所需的低维结构材料是解决光纤通信瓶颈问题的关键，在实验室西门子公司已完成了80×40Gbps传输40km的实验。
另外，用于制造准连续兆瓦级大功率激光阵列的高质量量子阱材料也受到人们的重视。
虽然常规量子阱结构端面发射激光器是目前光电子领域占统治地位的有源器件，但由于其有源区极薄（～0.01μm）端面光电灾变损伤，大电流电热烧毁和光束质量差一直是此类激光器的性能改善和功率提高的难题。
采用多有源区量子级联耦合是解决此难题的有效途径之一。
我国早在1999年，就研制成功980nm InGaAs带间量子级联激光器，输出功率达5W以上；2000年初，法国汤姆逊公司又报道了单个激光器准连续输出功率超过10瓦好结果。
最近，我国的科研工作者又提出并开展了多有源区纵向光耦合垂直腔面发射激光器研究，这是一种具有高增益、极低阈值、高功率和高光束质量的新型激光器，在未来光通信、光互联与光电信息处理方面有着良好的应用前景。
为克服PN结半导体激光器的能隙对激光器波长范围的限制，1994年美国贝尔实验室发明了基于量子阱内子带跃迁和阱间共振隧穿的量子级联激光器，突破了半导体能隙对波长的限制。
自从1994年InGaAs／InAIAs／InP量子级联激光器（QCLs）发明以来，Bell实验室等的科学家，在过去的7年多的时间里，QCLs 在向大功率、高温和单膜工作等研究方面取得了显着的进展。
2001年瑞士Neuchatel大学的科学家采用双声子共振和三量子阱有源区结构使波长为9.1μm的QCLs的工作温度高达312K，连续输出功率3mW.量子级联激光器的工作波长已覆盖近红外到远红外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光谱、超高灵敏气体传感器、高速调制器和无线光学连接等方面显示出重要的应用前景。
中科院上海微系统和信息技术研究所于1999年研制成功120K 5μm 和250K 8μm的量子级联激光器；中科院半导体研究所于2000年又研制成功3.7μm室温准连续应变补偿量子级联激光器，使我国成为能研制这类高质量激光器材料为数不多的几个国家之一。
目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作为超薄层微结构材料发展的主流方向，正从直径3英寸向4英寸过渡；生产型的MBE和M0CVD设备已研制成功并投入使用，每台年生产能力可高达3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。
英国卡迪夫的MOCVD中心，法国的Picogiga MBE基地，美国的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有这种外延材料出售。
生产型MBE和MOCVD 设备的成熟与应用，必然促进衬底材料设备和材料评价技术的发展。
（2）硅基应变异质结构材料。
硅基光、电器件集成一直是人们所追求的目标。
但由于硅是间接带隙，如何提高硅基材料发光效率就成为一个亟待解决的问题。
虽经多年研究，但进展缓慢。
人们目前正致力于探索硅基纳米材料（纳米Si／SiO2），硅基SiGeC体系的Si1－yCy/Si1－xGex低维结构，Ge／Si量子点和量子点超晶格材料，Si／SiC量子点材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。
最近，在GaN／Si上成功地研制出LED 发光器件和有关纳米硅的受激放大现象的报道，使人们看到了一线希望。
另一方面，GeSi／Si应变层超晶格材料，因其在新一代移动通信上的重要应用前景，而成为目前硅基材料研究的主流。
Si/GeSi MODFET和MOSFET的最高截止频率已达200GHz，HBT最高振荡频率为160GHz，噪音在10GHz下为0.9db，其性能可与GaAs器件相媲美。
尽管GaAs／Si和InP／Si是实现光电子集成理想的材料体系，但由于晶格失配和热膨胀系数等不同造成的高密度失配位错而导致器件性能退化和失效，防碍着它的使用化。
最近，Motolora等公司宣称，他们在12英寸的硅衬底上，用钛酸锶作协变层（柔性层），成功的生长了器件级的GaAs外延薄膜，取得了突破性的进展。
2.4一维量子线、零维量子点半导体微结构材料基于量子尺寸效应、量子干涉效应，量子隧穿效应和库仑阻效应以及非线性光学效应等的低维半导体材料是一种人工构造（通过能带工程实施）的新型半导体材料，是新一代微电子、光电子器件和电路的基础。
它的发展与应用，极有可能触发新的技术革命。
目前低维半导体材料生长与制备主要集中在几个比较成熟的材料体系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In （Ga）As／InAlAs／InP，InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在纳米微电子和光电子研制方面取得了重大进展。
俄罗斯约飞技术物理所MBE小组，柏林的俄德联合研制小组和中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子点激光器，工作波长lμm左右，单管室温连续输出功率高达3.6～4W.特别应当指出的是我国上述的MBE小组，2001年通过在高功率量子点激光器的有源区材料结构中引入应力缓解层，抑制了缺陷和位错的产生，提高了量子点激光器的工作寿命，室温下连续输出功率为1W时工作寿命超过5000小时，这是大功率激光器的一个关键参数，至今未见国外报道。
在单电子晶体管和单电子存贮器及其电路的研制方面也获得了重大进展，1994年日本NTT就研制成功沟道长度为30nm纳米单电子晶体管，并在150K观察到栅控源－漏电流振荡；1997年美国又报道了可在室温工作的单电子开关器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工艺技术实现了128Mb的单电子存贮器原型样机的制造，这是在单电子器件在高密度存贮电路的应用方面迈出的关键一步。
