氧化物半导体材料查看源代码讨论查看历史
 |
氧化物半导体材料是由金属与氧形成的化合物半导体材料。
- 中文名：氧化物半导体材料
- 外文名:oxide semiconductor
- 概 述:具有半导体性质的氧化物
- 特 性氧化物半导体材料的平
信息介绍
氧化物半导体材料(oxide semiconductor)是由金属与氧形成的化合物半导体材料。它与元素半导体材料[1] 相比，结构上多为离子晶体，禁带宽度一般都较大，迁移率较小，化学性质也比较复杂，可因化学计量比的微小偏差，在晶体中造成施主和受主，而这种化学计量比的偏差对气氛和温度是敏感的。
特性
氧化物半导体材料的平衡组成因氧的压力改变而改变，氧原子浓度决定其导电的类型。由于金属和氧之间的负电性差别较大，化学键离子性成分较强，破坏这样一个离子键要比共价键容易，使它含有的点缺陷浓度较大，所以化学计量比偏离对材料的电学性质影响也大。如化学计量比偏离缺氧时(或金属过剩时)，则此氧化物半导体材料即呈现n型，此时氧空位或间隙金属离子形成施主能级而提供电子，属于此类半导体材料的有ZnO、CdO、TiO2、Al2O3、SnO等。例如：ZnO化学计量比偏离缺氧时
与上相反则呈p型半导体，此时金属空位将形成能级而提供空穴，属于此类半导体材料的有：Cu2O、NiO、CoO、FeO、Cr2O3。等。例如：Ni()化学计量比偏离多氧时
由此可见，氧化物半导体材料的导电类型受周围气氛(氧化性气体或还原性气体)而明显改变，利用这种特性使用氧化物半导体材料来制备气敏半导体器件。
制备方法
可根据需要用烧结法制成多孔表面积较大的非晶烧结型氧化物半导体，也可将氧化物半导体的微晶粉末混合成稠状，涂在基板上烘干后成薄膜状氧化物半导体。氧化物半导体的单晶体，因氧化物一般熔点较高，易受压力影响，不易获得完美单晶。单晶的生长方法，BaO、ZnO、SnO2、CdO、PdO等可由气相反应中生长或由氧化物直接升华再结晶而得到，Al2O3、MgO、Ti02、NiO、Fe2O3。等虽能用火焰熔化法制成单晶，但不易获得高纯品。氧化物半导体材料合成后一般不再进行提纯，提纯过程几乎都在合成前进行。
种类及应用 重要的氧化物半导体材料有Cu2O、ZnO、SnO2、Fe2O3、TiO2、ZrO2、CoO、WO3、In2O3、Al2O3、Fe3O4等。最常用的气敏半导体材料有ZnO、CdO、SnO。和Fe2O3等，它们多数呈n型导电，用它们制成的气敏元件对一些气体都是很敏感的。其他n型氧化物半导体材料也有类似性质，例如CoO敏感元件，其在一定温度下，氧分压越大元件的电导率亦愈大，而在相同的氧分压下，温度愈高，元件的电导率愈大。
Fe3O4、Cr2O3、ZnO、Fe2O3、Al2O3等还都是湿敏半导体，利用其表面吸附水蒸汽时电导率发生明显变化制成湿敏半导体元件。另外，很多氧化物半导体材料还可做热敏电阻，ZnO还可用于压电半导体。
视频
限域反应构建新型分级结构功能纳米材料与性能