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半導體(semiconductor)指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。
半導體在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發(fā)電、照明、大功率電源轉換等領(lǐng)域都有應用,如二極管就是采用半導體制作的器件。
無(wú)論從科技或是經(jīng)濟發(fā)展的角度來(lái)看,半導體的重要性都是非常的。大部分的電子產(chǎn)品,如計算機、移動(dòng)電話(huà)或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著(zhù)極為密切的關(guān)聯(lián)。
常見(jiàn)的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等,硅是各種半導體材料應用中具有影響力的一種。
半導體的發(fā)現實(shí)際上可以追溯到很久以前。
1833年,英國科學(xué)家電子學(xué)之父法拉第先發(fā)現硫化銀的電阻隨著(zhù)溫度的變化情況不同于一般金屬,一般情況下,金屬的電阻隨溫度升高而增加,但法拉第發(fā)現硫化銀材料的電阻是隨著(zhù)溫度的上升而降低。這是半導體現象的發(fā)現。
半導體的這四個(gè)特性,雖在1880年以前就先后被發(fā)現了,但半導體這個(gè)名詞大概到1911年才被考尼白格和維斯使用。而總結出半導體的這四個(gè)特性一直到1947年12月才由貝爾實(shí)驗室完成。
2019年10月,一國際科研團隊稱(chēng)與傳統霍爾測量中僅獲得3個(gè)參數相比,新技術(shù)在每個(gè)測試光強度下多可獲得7個(gè)參數:包括電子和空穴的遷移率;在光下的載荷子密度、重組壽命、電子、空穴和雙極性類(lèi)型的擴散長(cháng)度。
2022年,科研人員發(fā)現立方砷化硼是科學(xué)界已知的好的半導體之一,被稱(chēng)為半導體。
半導體制冷技術(shù)是目前的制冷技術(shù)中應用比較廣泛的。農作物在溫室大棚中生長(cháng)中,半導體制冷技術(shù)可以對環(huán)境溫度有效控制,特別是一些對環(huán)境具有很高要求的植物,采用半導體制冷技術(shù)塑造生長(cháng)環(huán)境,可以促進(jìn)植物的生長(cháng)。半導體制冷技術(shù)具有可逆性,可以用于制冷,也可以用于制熱,對環(huán)境溫度的調節具有良好的效果。
半導體制冷技術(shù)的應用原理是建立在帕爾帖原理的基礎上的。1834年,法國科學(xué)家帕爾帖發(fā)現了半導體制冷作用。帕爾貼原理又被稱(chēng)為是”帕爾貼效益“,就是將兩種不同的導體充分運用起來(lái),使用A和B組成的電路,通入直流電,在電路的接頭處可以產(chǎn)生焦耳熱,同時(shí)還會(huì )釋放出一些其它的熱量,此時(shí)就會(huì )發(fā)現,另一個(gè)接頭處不是在釋放熱量,而是在吸收熱量。這種現象是可逆的,只要對電流的方向進(jìn)行改變,放熱和吸熱的運行就可以進(jìn)行調節,電流的強度與吸收的熱量和放出的熱量之間存在正比例關(guān)系,與半導體自身所具備的性質(zhì)也存在關(guān)系。由于金屬材料的帕爾帖效應是相對較弱的,而半導體材料基于帕爾帖原理運行,所產(chǎn)生的效應也會(huì )更強一些,所以,在制冷的材料中,半導體就成為了主要的原料。但是,對于這種材料的使用中,需要注意多數的半導體材料的無(wú)量綱值接近1,比固體理論模型要低一些,在實(shí)際數據的計算上所獲得的結果是4,所以,對于半導體材料的應用中,要使得半導體制冷技術(shù)合理運用,就要深入研究。
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