半导体材料

半导体材料是一类固体材料，其导电性介于导体和绝缘体之间，属于半导体。

## 发展

- 1833年，英国的法拉第发现硫化银是半导体材料，因为它的电阻随着温度上升而降低。
- 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。
- 1947年12月23日，巴丁与布拉坦进一步使用点接触晶体管制作出一个语音放大器，晶体管正式发明。
- 1958年9月12日，美国的基尔比，细心地切了一块锗作为电阻，再用一块pn接面做为电容，制造出一个震荡器电路。

## 分类

以原料分为：

- 元素半导体材料：以单一元素组成的半导体，属于这一材料的有硼、金刚石、锗、硅、灰锡、锑、硒、碲等，其中以锗、硅、锡研究较早，制备工艺相对成熟。
- 复合半导体材料：由两种或两种以上无机物化合成的半导体，种类繁多，已知的二元化合物就有数百种。
- 三五半导体：由Ⅲ族元素（如Al、Ga、In）和Ⅴ族元素（如P、As、Sb）组成，比如砷化镓（GaAs）；它们都具有闪锌矿结构，在应用方面仅次于Ge、Si。
- 二六半导体：ⅡB族元素（如Zn、Cd、Hg）和Ⅵ族元素（如S、Se、Te）组成的化合物，是一些重要的光电材料；硫化锌（ZnS）、碲化镉（CdTe）、碲化汞（HgTe）具有闪锌矿结构。
- 四四半导体：碳化硅（SiC）和硅锗合金都具有闪锌矿结构。
- 有机半导体：同时是有机物质的半导体。

## 列表

族｜元素｜化学式｜能隙 (eV)｜直接带隙和间接带隙

IV｜1｜硅｜Si｜1.12｜间接带隙

IV｜1｜Germanium｜Ge｜0.67｜间接带隙

IV｜1｜C｜5.47｜间接带隙

IV｜1｜锡, α-Sn｜Sn｜0｜半金属 (能带理论)

IV｜2｜碳化硅, 3C-SiC｜SiC｜2.3｜间接带隙

IV｜2｜碳化硅, 4H-SiC｜SiC｜3.3｜间接带隙

IV｜2｜碳化硅,｜SiC｜3.0｜间接带隙

VI｜1｜硫, 硫的同素异形体｜S8｜2.6

VI｜1｜硒｜Se｜1.83 - 2.0｜间接带隙

VI｜1｜硒｜Se｜2.05｜间接带隙

VI｜1｜碲｜Te｜0.33

III-V｜2｜氮化硼, cubic｜BN｜6.36｜间接带隙

III-V｜2｜氮化硼, hexagonal｜BN｜5.96｜quasi-direct

III-V｜2｜氮化硼｜BN｜5.5

III-V｜2｜磷化硼｜BP｜2.1｜间接带隙

III-V｜2｜砷化硼｜BAs｜1.82｜直接带隙

III-V｜2｜砷化硼｜B12As2｜3.47｜间接带隙

III-V｜2｜氮化铝｜AlN｜6.28｜直接带隙

III-V｜2｜磷化铝｜AlP｜2.45｜间接带隙

III-V｜2｜砷化铝｜AlAs｜2.16｜间接带隙

III-V｜2｜锑化铝｜AlSb｜1.6/2.2｜直接带隙/direct

III-V｜2｜氮化镓｜GaN｜3.44｜直接带隙

III-V｜2｜磷化镓｜GaP｜2.26｜间接带隙

III-V｜2｜GaAs｜1.42｜直接带隙

III-V｜2｜锑化镓｜GaSb｜0.73｜直接带隙

III-V｜2｜氮化铟｜InN｜0.7｜直接带隙

III-V｜2｜磷化铟｜InP｜1.35｜直接带隙

III-V｜2｜砷化铟｜InAs｜0.36｜直接带隙

III-V｜2｜锑化铟｜InSb｜0.17｜直接带隙

II-VI｜2｜硒化镉｜CdSe｜1.74｜直接带隙

II-VI｜2｜硫化镉｜CdS｜2.42｜直接带隙

II-VI｜2｜碲化镉｜CdTe｜1.49｜直接带隙

II-VI｜2｜氧化锌｜ZnO｜3.37｜直接带隙

II-VI｜2｜硒化锌｜ZnSe｜2.7｜直接带隙

II-VI｜2｜硫化锌｜ZnS｜3.54/3.91｜直接带隙

II-VI｜2｜碲化锌｜ZnTe｜2.3｜直接带隙

I-VII｜2｜氯化亚铜｜CuCl｜3.4｜直接带隙

I-VI｜2｜Cu2S｜1.2｜间接带隙

IV-VI｜2｜硒化铅｜PbSe｜0.26｜直接带隙

IV-VI｜2｜硫化铅｜PbS｜0.37

IV-VI｜2｜碲化铅｜PbTe｜0.32

IV-VI｜2｜硫化亚锡｜SnS｜1.3/1.0｜直接带隙/间接带隙

IV-VI｜2｜二硫化锡｜SnS2｜2.2

IV-VI｜2｜碲化亚锡｜SnTe｜0.18

IV-VI｜3｜Pb1−xSnxTe｜0-0.29

V-VI｜2｜碲化铋｜Bi2Te3｜0.13

II-V｜2｜磷化镉｜Cd3P2｜0.5

II-V｜2｜砷化镉｜Cd3As2｜0

II-V｜2｜磷化锌｜Zn3P2｜1.5｜直接带隙

II-V｜2｜二磷化锌｜ZnP2｜2.1

II-V｜2｜砷化锌｜Zn3As2｜1.0

II-V｜2｜锑化锌｜Zn3Sb2

氧｜2｜二氧化钛, 锐钛矿｜TiO2｜3.20｜间接带隙

氧｜2｜二氧化钛, 金红石｜TiO2｜3.0｜直接带隙

氧｜2｜二氧化钛, 板钛矿｜TiO2｜3.26

氧｜2｜氧化亚铜｜Cu2O｜2.17

氧｜2｜氧化铜｜CuO｜1.2

氧｜2｜二氧化铀｜UO2｜1.3

氧｜2｜二氧化锡｜SnO2｜3.7

氧｜3｜钛酸钡｜BaTiO3｜3

氧｜3｜钛酸锶｜SrTiO3｜3.3

氧｜3｜铌酸锂｜LiNbO3｜4

V-VI｜2｜monoclinic 二氧化钒｜VO2｜0.7｜光学带隙

2｜碘化铅｜PbI2｜2.4

2｜二硫化钼｜MoS2｜1.23 eV (2H)｜间接带隙

2｜GaSe｜2.1｜间接带隙

2｜硒化铟｜InSe｜1.26-2.35 eV｜直接带隙 (2D间接带隙)

2｜硫化亚锡｜SnS｜>1.5 eV｜直接带隙

2｜硫化铋｜Bi2S3｜1.3

Magnetic, diluted (DMS)｜3｜GaMnAs

Magnetic, diluted (DMS)｜3｜Lead manganese telluride｜PbMnTe

4｜Lanthanum calcium manganate｜La0.7Ca0.3MnO3

2｜氧化亚铁｜FeO｜2.2

2｜一氧化镍｜NiO｜3.6–4.0｜直接带隙

2｜EuO

2｜硫化亚铕｜EuS

2｜溴化铬｜CrBr3

其它｜3｜, CIS｜CuInSe2｜1｜直接带隙

其它｜3｜Silver gallium sulfide｜AgGaS2

其它｜3｜Zinc silicon phosphide｜ZnSiP2｜2.0

其它｜2｜三硫化二砷 雌黄｜As2S3｜2.7｜直接带隙

其它｜2｜硫化砷 雄黄｜As4S4

其它｜2｜PtSi

其它｜2｜碘化铋｜BiI3

其它｜2｜碘化汞｜HgI2

其它｜2｜溴化亚铊｜TlBr｜2.68

其它｜2｜硫化银｜Ag2S｜0.9

其它｜2｜FeS2｜0.95

其它｜4｜, CZTS｜Cu2ZnSnS4｜1.49｜直接带隙

其它｜4｜, CZAS｜Cu1.18Zn0.40Sb1.90S7.2｜2.2｜直接带隙

其它｜3｜Copper tin sulfide, CTS｜Cu2SnS3｜0.91｜直接带隙

### 合金表

族｜元素｜材料｜化学式｜能隙 (eV)｜直接带隙和间接带隙

下｜上

IV-VI｜3｜Pb1−xSnxTe｜0｜0.29

IV｜2｜硅锗｜Si1−xGex｜0.67｜1.11｜直接带隙/间接带隙

IV｜2｜Si1−xSnx｜1.0｜1.11｜间接带隙

III-V｜3｜AlxGa1−xAs｜1.42｜2.16｜直接带隙/间接带隙

III-V｜3｜InxGa1−xAs｜0.36｜1.43｜直接带隙

III-V｜3｜磷化铟镓｜InxGa1−xP｜1.35｜2.26｜直接带隙/间接带隙

III-V｜3｜AlxIn1−xAs｜0.36｜2.16｜直接带隙/间接带隙

III-V｜3｜AlxGa1−xSb｜0.7｜1.61｜直接带隙/间接带隙

III-V｜3｜AlxIn1−xSb｜0.17｜1.61｜直接带隙/间接带隙

III-V｜3｜Gallium arsenide nitride｜GaAsN

III-V｜3｜GaAsP｜1.43｜2.26｜直接带隙/间接带隙

III-V｜3｜AlAsSb｜1.61｜2.16｜间接带隙

III-V｜3｜GaAsSb｜0.7｜1.42｜直接带隙

III-V｜3｜AlGaN｜3.44｜6.28｜直接带隙

III-V｜3｜AlGaP｜2.26｜2.45｜间接带隙

III-V｜3｜InGaN｜2｜3.4｜直接带隙

III-V｜3｜InAsSb｜0.17｜0.36｜直接带隙

III-V｜3｜InGaSb｜0.17｜0.7｜直接带隙

III-V｜4｜AlGaInP｜直接带隙/间接带隙

III-V｜4｜Aluminium gallium arsenide phosphide｜AlGaAsP

III-V｜4｜InGaAsP

III-V｜4｜InGaAsSb

III-V｜4｜InAsSbP

III-V｜4｜Aluminium indium arsenide phosphide｜AlInAsP

III-V｜4｜Aluminium gallium arsenide nitride｜AlGaAsN

III-V｜4｜Indium gallium arsenide nitride｜InGaAsN

III-V｜4｜Indium aluminium arsenide nitride｜InAlAsN

III-V｜4｜Gallium arsenide antimonide nitride｜GaAsSbN

III-V｜5｜Gallium indium nitride arsenide antimonide｜GaInNAsSb

III-V｜5｜GaInAsSbP

II-VI｜3｜碲化锌镉, CZT｜CdZnTe｜1.4｜2.2｜直接带隙

II-VI｜3｜HgCdTe｜0｜1.5

II-VI｜3｜HgZnTe｜0｜2.25

II-VI｜3｜Mercury zinc selenide｜HgZnSe

II-V｜4｜(Zn1−xCdx)3(P1−yAsy)2｜0｜1.5

其它｜4｜, CIGS｜Cu(In,Ga)Se2｜1｜1.7｜直接带隙