下一代芯片用什么半导体材料?专家:未来方向必然是宽禁带半导体
禁带宽度决定了半导体在不同温度和电场下的导电性能,宽禁带半导体能够在更高的温度、电压和频率下运行,从而降低损耗、提高效率,这一优势对于新能源汽车和5G通信、航天航空和军事系统等领域尤其重要,也可以应用于更复杂的环境。宽禁带半导体一般被称作第三代半导体,主要包括碳化硅、氮化镓、氧化锌、金刚石、氮化铝等,...
半导体芯片,到底是如何工作的?
价带和导带之间是禁带。禁带的距离,是带隙(能带间隙)。电子在宽轨道上移动,宏观上就表现为导电。电子太多,挤满了,动不了,宏观上就表现为不导电。有些满轨道和空轨道距离很近,电子可以轻松地从满轨道跑到空轨道上,发生自由移动,这就是导体。两条轨道离得太远,空隙太大,电子跑不过去,就没有办法导电。但是,...
告别硅时代?石墨烯芯片如何重塑半导体?
在半导体材料中,一般有两个主要的能带:价带和导带。带隙就是指价带顶部和导带底部之间的能量差距。在实际应用中,通过调整半导体的化学成分(如掺杂)或物理条件(如温度、压力),可以改变带隙的大小,从而改变材料的导电性质。如果我们将半导体中的电流比作河流,带隙就像是一个可调节的水闸,我们可以打开或关闭水闸来...
带隙对决:GaN和SiC,哪个会占上风?
价带的最高占据能量状态与导带的最低未占用状态之间的能量差称为带隙,表示材料的电导率。较大的带隙意味着需要大量能量才能将价电子激发到导带。相反,当价带和导带像金属一样重叠时,电子可以很容易地在两个带之间跳跃,这意味着该材料被归类为高导电性。导体、绝缘体和半导体之间的区别可以通过它们的带隙有多大来...
中美联手芯片大突破!石墨烯半导体横空出世,硅基时代转向碳基?
而在价带和导带之间,有一个电子无法存在的区域,禁止电子呆在那里,所以叫禁带,这个禁带的宽度我们就称为能隙或带隙。在金属中,这个能隙为零,相当于只有一条理论上的界限,所以只要一通电,电子就兴冲冲地跑到导带,一窝蜂地往前冲形成电流。在绝缘体中,这个能隙很大,超过了3电子伏特,电子到这里一看,妈呀,一望无涯...
被“玩坏”的石墨烯,这回真能造芯片了?
石墨烯电子学中一个长期存在的问题是,石墨烯没有正确的带隙,结构完整的本征石墨烯的带隙为零,呈现金属性(www.e993.com)2024年8月7日。它特殊的波纹状价带和导带实际上是连在一起的,不能以正确的比例开关。所有晶体管和硅电子器件的工作都需要带隙,多年来,许多人试图用各种方法来解决这个问题。科学家曾经通过把石墨烯制造成奇特的形状...
芯片,到底是如何工作的?-虎嗅网
如果栅极的电压为负,阴极上的电子就没有动力前往栅极,更不会到达阳极。栅极上很小的电流变化,能引起阳极很大的电流变化。而且,变化波形与栅极电流完全一致。所以,三极管有信号放大的作用。一开始的三极管是单栅,后来变成了两块板子夹在一起的双栅,再后来,干脆变成了整个包起来的围栅。
光电器件发明史(四):半导体异质结之争
克勒默设想将不同半导体材料黏合起来,导带和价带之间的禁带宽度就会随材料变化逐渐变化在瓦里安,“潜伏”了6年的想法终于得以释放。克勒默是幸运的,这一次连大自然也站在了他这一边,因为这个新结构还有一个额外的优点:中间禁带宽度较窄的半导体对应的光线折射率较大,这样就形成了一个天然的反射面,让光子封存...
聚焦“宽禁带”半导体 —— SiC与GaN的兴起与未来
半导体最高能量的、也是最重要的能带就是价带和导带。导带底与价带顶之间的能量差即称为禁带宽度(或者称为带隙、能隙)。因此,禁带宽度的大小实际上是反映了价电子被束缚强弱程度的一个物理量,也就是产生本征激发所需要的最小能量。半导体禁带宽度还与温度等有关:半导体禁带宽度随温度能够发生变化,这是半导体器...
宽禁带半导体为何能成为第三代半导体
价带:0K条件下被电子填充的能量最高的能带导带:0K条件下未被电子填充的能量最低的能带禁带:导带底与价带顶之间能带带隙(禁带宽度):导带底与价带顶之间的能量差从图中我们不难发现半导体和绝缘体之间差异最大的地方在于禁带宽度,而在第三代半导体概念中的宽禁带半导体,其中“宽禁带”指的就是禁带宽度比较...