半导体玻璃

半导体玻璃制作人员：张振君张彬张阳阳刘俊杰韦亮王桂文指导老师：汪徐春1、半导体玻璃定义:玻璃半导体是指由无机氧化物（如二氧化硅和氧化硼）和过渡金属离子（如铁、铜、钼、钒和铬等）组成的氧化玻璃半导体和非氧化物（如硫、硒、磷、碲、硅和锗等元素中的某几种元素组成）玻璃半导体。2、分类:大致可分为三类：(1)以IV族元素为主要成分的非晶半导体，如非晶硅，锗等；(2)以VI族元素为主要成分的半导体，如碲-锗共熔体，硫砷，硒砷等；(3)氧化物玻璃半导体，如V2O5-P2O5，V2O5-P2O5-BaO等；电阻率介于导体和绝缘体之间(1×10-5～1×107Ω•cm)，具有半导体特性的玻璃。3、半导体玻璃的导电机理：有p型(空穴型)和n型(电子型)两类，通常为p型。他们的性能：载流子密度1×1018/cm3。迁移率1×10-3～1×10-2cm2/(V·s)。(1)氧化物玻璃。含有大量钒、铁、钨、钴、镍等过渡元素的氧化物的玻璃，如V2O5-P2O5-BaO系，CuO-B2O3-CaO系，MnO-Al2O3-SiO2系等。生产主要原料为上述过渡元素的氧化物或碳酸盐，610～1100℃温度下在陶瓷质或石英质坩埚中进行熔制，经退火(温度200～300℃)而成。4、按化学组成：分为氧化物和非氧化物玻璃两大类。(2)非氧化物玻璃,通常为硫系玻璃。它和氧化物玻璃相似，只是以硫、硒或碲替代氧。如As2Se3-As2S3系，As2Se3-AsTe3系，As2Se-3Sb2Se3系等。原料要求选取纯净的，纯度一般应在99.99%以上。先将原料混合均匀，置于抽真空的石英安瓿中进行熔制，可以自然冷却，必要时可投入冰水或干冰中急冷，以确保玻璃态。5、玻璃的配方成分SiO2Na2OCaOAl2O3ZnOAs2O3CoO含量（%）65.4023.176.971.370.820.340.04相图按下表中配方称取原料30g，充分混合待用，将50ml刚玉坩埚放入马福炉中预热0.5—1小时，放入称好的原料，在空气气氛下放入立式电炉高温熔制样品。玻璃融化1小时后，将熔体浇注在没有预热的钢板上并用压制装置将熔融体冷却成形，随后送入400~600℃的退火炉退火。融化样品的成分见下表2.2.1：半导体玻璃样品的制备：（1）玻璃的熔制由于玻璃退火对玻璃的性能有很大的影响，所以，我们用上图退火曲线分别给同一组玻璃退火，来研究不同退火曲线对玻璃的电性能、热膨胀系数及化学稳定性的影响。（2）玻璃退火用磨盘在磨料的作用下及抛光盘和足够的抛光液作用下将玻璃研磨并抛光（3）玻璃的研磨和抛光5、半导体玻璃的优点：半导体玻璃器件具有结构简单、体积小、读出速度快、抗辐射能力强等优点。用于制作电子计算机、抗辐射导弹、宇宙飞船和原子能反应堆等的部件以及测温温度计、红外探测器、微波功率计等。6、应用场合：玻璃半导体具有多种特性。如某些玻璃半导体的电阻率在光、电、热等作用下可改变4～5个数量级；某些玻璃半导体的透过率，折射率，反射率等在光，热作用下变化很大；某些玻璃半导体的化学性质(溶解度、抗蚀性)在光、热作用下显著改变。这些特性的变化都是由于材料在光、电、热作用下，其组成、结构或电子状态发生了变化。利用上述特性可制作存贮器件、光记录材料、光电导材料，如电视摄像管的靶面材料、静电复印材料和太阳能电池材料等，用途十分广泛谢谢观赏！