量子器件金刚石材料有哪些,金刚石在第4代半导体的应用?

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金刚石在第4代半导体的应用?

第四代半导体材料——金刚石

金刚石被称作“终极半导体”,拥有耐高压、大射频、低成本、耐高温等特性,被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最有希望的材料。

耐高压、大射频、低成本、耐高温,多重特性助推金刚石成下一代半导体材料:金刚石禁带宽度 5.5eV 超现有氮化镓、碳化硅等,载流子迁移率也是硅材料的 3 倍,同时金刚石在室温下有极低的本征载流子浓度,且具备优异的耐高温属性。

第三代半导体为什么需要金刚石?

因为金刚石拥有耐高压、大射频、低成本、耐高温等特性,被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最有希望的材料,用其作为半导体芯片衬底,有望完全解决散热问题,并利用金刚石的多项超级优秀的物理化学性能。

金刚石半导体材料的禁带宽度达5.45 eV,热导率是已知半导体材料中最高的,因而是一种极具有优势的半导体材料,可以满足未来大功率、强电场和抗辐射等方面的需求。

金刚石为什么是半导体?

金刚石材料具备载流子迁移率高、载流子饱和漂移速率大、击穿场强大等特性,是制造大功率、高温、高频器件的理想材料,由于它的带隙宽、热导率高、击穿电场强、极高的电荷迁移率(CVD金刚石的电子迁移率>3000cm2/V.s),使得金刚石半导体器件能够在高频、高功率、高电压以及强辐射等十分恶劣的环境中运行,被称为“终极半导体材料”。

此外,从紫外到远红外很宽的波长范围内金刚石具有很高的光谱透射性能,是大功率红外激光器和探测器的光学窗口材料。同时,它又具有抗酸、抗碱、抗各种腐蚀气体侵蚀的性能,是优良的耐蚀材料。

金刚石是什么材料?

金刚石属于碳单质材料。

金刚石俗称为金刚钻,是由碳元素所组成的一种矿物,它是石墨的同素异形体,化学公式为C,也是我们比较常见的钻石的一个原石。金刚石是自然界中天然存在的一个比较坚硬的物质,石墨是经过高温以及高压下,所形成的一种个人造金刚石,该矿物的用途是比较广的,像工业、工艺品中的一种切割工具,也是贵重的宝石。

金刚石是一种由碳元素组成的矿物,是碳元素的同素异形体。

金刚石的用途非常广泛,例如:工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。金刚石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体,是指经过琢磨的金刚石。

金刚石是无色正八面体晶体,其成分为纯碳,由碳原子以四价键链接,为目前已知自然存在最硬物质。由于金刚石中的C-C键很强,所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以金刚石硬度非常大,熔点在华氏6900度,金刚石在纯氧中燃点为720~800℃,在空气中为850~1000℃,而且不导电。

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