半導體與超導體

半導體與超導體第1頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月1.半導體不宜制作（）

A電阻B導線C晶體三極管D集成電路2.用超導體不能制作的電器有（）

A電爐B發(fā)電機C電動機D計算機3.若在常溫下的超導體能研制成功，它適于做以下哪些元件（）A保險絲B輸電線C電爐絲D電磁鐵4.街道旁的路燈要求夜晚亮、白天熄，利用了半導體的（）

A壓敏性B光敏性C熱敏性D三種特性都有答案：BABDB第2頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月半導體一、半導體

1.概念：導電性能介乎導體和絕緣體之間，它們的電阻比導體大得多，但又比絕緣體小得多.這類材料我們把它叫做半導體.

2.半導體材料:鍺、硅、砷化鎵等，都是半導體.

3.半導體的電學性能:

例如：光敏電阻、熱敏電阻、壓敏電阻.

第3頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）半導體的原理能帶：晶體是電子所處的能量狀態(tài)將由孤立原子中的一系列能級變?yōu)橐幌盗械哪軒?。?頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月半導體的分類和制備技術按化學組成分元素半導體無機化合物半導體有機化合物半導體非晶體半導體與液態(tài)半導體固溶體半導體超晶格半導體幾種制備技術：分子束外延技術（MBE）金屬有機化學汽相淀積技術半導體微結構材料生長和精細加工相結合的制備技術應變自組裝納米量子點線結構生長技術第5頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）半導體硅材料目前估計世界上95％以上的半導體器件是用硅制成的。其原因：一是由于硅在地殼中的含量很高，占地殼總重量的27．7％，成本低廉；二是因為硅禁帶寬度較大，硅摻雜后做成的器件隨溫度變化比鍺等半導體材料小得多，因此器件性能較穩(wěn)定；三是硅機械強度高，結晶性好，其提煉和制成單晶的工藝較成熟，可以拉制出直徑達30厘米的大尺寸單晶。第6頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）半導體的應用第7頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月熱敏溫度計光電計時器稱重計發(fā)光二極管第8頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月二、半導體的發(fā)展史1.半導體的發(fā)現(xiàn)

1833年，英國巴拉迪首次發(fā)現(xiàn)硫化銀的溫度電阻特性

1839年，法國的貝萊克爾發(fā)現(xiàn)光生伏特效應

1874年，德國的布勞恩發(fā)現(xiàn)了整流效應

1873年，英國的史密斯發(fā)現(xiàn)了光電導效應

1947年被貝爾實驗完成總結光生伏特的電池應用RussellOhl第9頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月光伏特性應用太陽能的應用第10頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月超導體1.概念：

一些物質當溫度下降到某一溫度時，電阻會變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫做超導現(xiàn)象.

能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物質，叫做超導體.2．超導體的優(yōu)缺點：

如果超導體能應用于實際會降低輸電損耗，提高效率及在其他方面給人類帶來許多好處.

目前超導體還只應用在科學實驗和高新技術中,這是因為一般的金屬或合金的超導臨界溫度都較低3.我國的超導體研究：

我國的超導體研究工作走在世界的前列，目前已找到超導臨界溫度達132K的超導材料.第11頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月超導的發(fā)現(xiàn)：1911年，荷蘭科學家卡末林—昂內斯(HeikeKamerlingh-Onnes)用液氦冷卻汞，當溫度下降到4.2K（﹣268.95℃）時，水銀的電阻完全消失，這種現(xiàn)象稱為超導電性，此溫度稱為臨界溫度。根據(jù)臨界溫度的不同，超導材料可以被分為：高溫超導材料和低溫超導材料[1]。但這里所說的「高溫」，其實仍然是遠低于冰點0℃的，對一般人來說算是極低的溫度。第12頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月超導的零電阻現(xiàn)象將超導體冷卻到某一臨界溫度（TC）以下時電阻突然降為零的現(xiàn)象稱為超導體的零電阻現(xiàn)象。不同超導體的臨界溫度各不相同。例如，汞的臨界溫度為4.15K（K為絕對溫度，0K相當于零下273℃），而高溫超導體YBCO的臨界溫度為94K第13頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月超導的麥斯納效應

1933年，荷蘭的邁斯納和奧森菲爾德共同發(fā)現(xiàn)了超導體的另一個極為重要的性質，當金屬處在超導狀態(tài)時，這一超導體內的磁感應強度為零，卻把原來存在于體內的磁場排擠出去。對單晶錫球進行實驗發(fā)現(xiàn)：錫球過渡到超導態(tài)時，錫球周圍的磁場突然發(fā)生變化，磁力線似乎一下子被排斥到超導體之外去了，人們將這種現(xiàn)象稱之為“邁斯納效應”。第14頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月當超導體冷卻到臨界溫度以下而轉變?yōu)槌瑢B(tài)后，只要周圍的外加磁場沒有強到破壞超導性的程度，超導體就會把穿透到體內的磁力線完全排斥出體外，在超導體內永遠保持磁感應強度為零。第15頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月廣闊的超導應用分類大電流應用:超導的發(fā)電輸電和儲能電子學應用：超導計算機超導天線超導微波抗磁性應用：磁懸浮列車熱核聚變反應堆核聚變裝置磁懸浮列車超導微波治療儀第16頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月超導體的應用前景超導材料的零電阻特性可以用來輸電和制造大型磁體。超高壓輸電會有很大的損耗，而利用超導體則可最大限度地降低