什么是寬帶隙半導(dǎo)體材料

氮化鎵、碳化硅和氧化鋅等都是寬帶隙半導(dǎo)體材料，因為它的禁帶寬度都在3個電子伏以上，在室溫下不可能將價帶電子激發(fā)到導(dǎo)帶。器件的工作溫度可以很高，比如說碳化硅可以工作到600攝氏度；金剛石如果做成半導(dǎo)體，溫度可以更高，器件可用在石油鉆探頭上收集相關(guān)需要的信息。它們還在航空、航天等惡劣環(huán)境中有重要應(yīng)用。廣播電臺、電視臺，唯一的大功率發(fā)射管還是電子管，沒有被半導(dǎo)體器件代替。這種電子管的壽命只有兩三千小時，體積大，且非常耗電；如果用碳化硅的高功率發(fā)射器件，體積至少可以減少幾十到上百倍，壽命也會大大增加，所以高溫寬帶隙半導(dǎo)體材料是非常重要的新型半導(dǎo)體材料。

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現(xiàn)在的問題是這種材料非常難生長，硅上長硅，砷化鎵上長GaAs，它可以長得很好。但是這種材料大多都沒有塊體材料，只得用其它材料做襯底去長。比如說氮化鎵在藍(lán)寶石襯底上生長，藍(lán)寶石跟氮化鎵的熱膨脹系數(shù)和晶格常數(shù)相差很大，長出來的外延層的缺陷很多，這是最大的問題和難關(guān)。另外這種材料的加工、刻蝕也都比較困難。目前科學(xué)家正在著手解決這個問題。如果這個問題一旦解決，就可以提供一個非常廣闊的發(fā)現(xiàn)新材料的空間。