非简并半导体

非简并半导体
这几年来，研究人员已经证明，非简并半导体材料具有某些新颖的特征，可以解释某些过去被认为不可能出现的光电效应，而且该类材料作为一个整体，在许多技术领域内发挥着重要的作用。

电子的有效质量越来越小，人们期望它能够像金属那样在低温下工作。

因此，大量研究者都投入到新型半导体材料的研制当中，希望获得半导体材料来制造低温电子器件。

事实上，非简并半导体材料也确实能够满足电子设备低温工作的要求。

但是，我们却没有必要探讨它们独特的光学性质。

这是由于，半导体材料的光电性质对它们在低温工作时的表现影响甚微。

今天，让我们从理论和实验两方面来了解一下非简并半导体。

除了非简并半导体具有不寻常的特性外，我们还必须注意，它们可以采用多种方法制备，而且，因为它们包含有不同种类的原子或离子，它们往往会显示出不同的光电性质。

如图所示，将两束光分别照射到带正电荷和带负电荷的半导体表面时，由于正、负电荷之间的库仑力作用，光线会在正、负电荷之间交替转换，称为光电效应。

其中一种非简并半导体是金属氧化物半导体：多晶硅、锗、硒、碲和硅等。

这类材料的光电效应很少受到杂质浓度的影响，只有当掺杂了浓度高于约2×10-8的掺杂剂时，才会表现出显著的效应。

另外，从光电效应观点出发，带负电荷的材料就是光电效应系数比较高的材料，即非简并半导体。

人们利用这种特性制成了许多光电开关和光敏器件。

通过控制半导体内部不同载流子浓度，我们还能产生新颖的光
电性质，例如霍尔效应和热电效应。

由于上述特性，在电子学、光通信、光计算机、传感器、集成电路、磁记录、化学与物理传感器、生物医学仪器等众多技术领域，非简并半导体已经成为广泛使用的关键材料。

1、存在光电非线性效应；
2、结构呈半导体；
3、表面状态存在静电容和电容效应。

上述这些特点决定了非简并半导体材料的优异特性，使它们成为半导体领域中最为活跃的研究对象。

一般地说，掺杂浓度小于1×10-9时，对非简并半导体的光电效应影响极其微弱。

半导体材料中掺杂剂的浓度随掺杂程度的提高而增加，然后又逐渐减少，至约0.5×10-9时达到极大值，此后再逐渐下降。