半导体和铯

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半导体和铯之间的区别

半导体 vs. 铯

半导体（Semiconductor）是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时，电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大（通常大于9电子伏特），电子很难跳跃至导电带，所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发，或是改变其能隙之间距，此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似，即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中，原子核外由于电子缺失形成的“空穴”，在电场作用下，空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流（一般称为正电流）。 材料中载流子（carrier）的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”（IIIA、VA族元素）来控制。如果我們在純矽中摻雜（doping）少許的砷或磷（最外層有5個電子），就會多出1個自由電子，這樣就形成N型半導體；如果我們在純矽中摻入少許的硼（最外層有3個電子），就反而少了1個電子，而形成一個電洞（hole），這樣就形成P型半導體（少了1個帶負電荷的原子，可視為多了1個正電荷）。. 铯（Caesium或Cesium，舊譯作鏭）是一种化学元素，化学符号为Cs，原子序为55。铯属于碱金属，带银金色。 铯色白质软，熔點低，28.44 ℃时即会熔化。它是在室温或者接近室温的条件下为液体的五种金属元素之一。铯的物理性质和化学性质与同为碱金属的铷和钾相似。该金属极度活泼，并且能够自燃。它是具有稳定同位素的元素中电负性最低的，其稳定同位素为铯-133。铯通常是从铯榴石中提取出来的，而其放射性同位素，尤其是铯-137，是更重元素的衰变产物，可从核反应堆产生的废料中提取。 1860年，两位德国化学家罗伯特·威廉·本生和古斯塔夫·基尔霍夫通过刚刚研究出来的焰色反应发现铯，並以拉丁文「caesius」（意為天藍色）作为新元素的名称。铯最早的小规模应用是作为真空管以及光电池的吸收剂。1967年，国际单位制中的秒开始以铯-133的发射光谱中一个特殊的频率作为定义。自此之后，铯广泛地用于原子钟。二十世纪九十年代以来，用于钻井液的甲酸铯成为铯元素的最大应用。该元素在化学工业以及电子产业等有重要用途。其放射性同位素铯-137的半衰期大约为30年，可以用于医学、工业测量仪器以及水文学。虽然铯仅有轻微的毒性，但其金属却是一种有害的材料；若其放射性同位素释放到了环境中，将对健康造成较大的威胁。.

半导体材料

半导体材料是导电能力介于导体和绝缘体之间的一类固体材料。.

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导电性

#重定向 電傳導.

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共价键

共价键（Covalent Bond），是化学键的一种。两个或多个非金屬原子共同使用它们的外层电子(砷化鎵為例外)，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定和坚固的化学结构叫做共价键。与离子键不同的是进入共价键的原子向外不显示电荷，因为它们并没有获得或损失电子。共价键的强度比氢键要强，比离子键小。 同一種元素的原子或不同元素的原子都可以通過共​​價鍵結合，一般共價鍵結合的產物是分子，在少數情況下也可以形成晶體。 吉爾伯特·路易斯于1916年最先提出共价键。 在简单的原子轨道模型中进入共价键的原子互相提供单一的电子形成电子对，这些电子对围绕进入共价键的原子而属它们共有。 在量子力学中，最早的共价键形成的解释是由电子的复合而构成完整的轨道来解释的。第一个量子力学的共价键模型是1927年提出的，当时人们还只能计算最简单的共价键：氢气分子的共价键。今天的计算表明，当原子相互之间的距离非常近时，它们的电子轨道会互相之间相互作用而形成整个分子共用的电子轨道。.

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光电效应

光电效应（Photoelectric Effect）是指光束照射物体时會使其發射出電子的物理效應。發射出來的電子稱為「光電子」。 1887年，德國物理學者海因里希·赫茲發現，紫外線照射到金屬電極上，可以幫助產生電火花。(On an effect of ultra-violet light upon the electric discharge)1905年，阿爾伯特·愛因斯坦發表論文《关于光产生和转变的一个启发性观点》，給出了光電效應實驗數據的理论解釋。愛因斯坦主張，光的能量并非均匀分布，而是負載於離散的光量子（光子），而這光子的能量和其所組成的光的頻率有關。這个突破性的理論不但能够解释光电效应，也推动了量子力學的诞生。由於「他對理論物理學的成就，特別是光電效應定律的發現」，愛因斯坦獲頒1921年諾貝爾物理學獎。 在研究光電效應的过程中，物理學者对光子的量子性質有了更加深入的了解，这對波粒二象性概念的提出有重大影響。除了光電效應以外，在其它現象裏，光子束也會影響電子的運動，包括光電導效應、光伏效應、光電化學效應（photoelectrochemical effect）。 根據波粒二象性，光電效應也可以用波動概念來分析，完全不需用到光子概念。威利斯·蘭姆與馬蘭·斯考立（Marlan Scully）於1969年使用半經典方法證明光電效應，這方法將電子的行為量子化，又將光視為純粹經典電磁波，完全不考慮光是由光子組成的概念。.

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硅

硅（Silicon，台湾、香港及澳門称為--，舊訛稱為釸，中國大陸稱為--）是一种类金属元素，化学符号為Si，原子序數為14，属于元素周期表上的IVA族。 硅原子有4个外圍电子，与同族的碳相比，硅的化学性质相對稳定，活性較低。硅是极为常见的一种元素，然而它极少以單質的形式存在於自然界，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅等化合物形式广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。在宇宙储量排名中，矽位於第八名。在地壳中，它是第二丰富的元素，佔地壳总质量25.7%，仅次于第一位的氧（49.4%）。.

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铜

铜（copper）是化学元素，化学符号Cu（来自cuprum），原子序数29。纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色帶金屬光澤、延展性好、导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，以及組成众多種合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的是青铜和黄铜。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。 人类使用铜及其合金已有数千年历史。古罗马时期铜的主要开采地是塞浦路斯，因此最初得名cyprium（意为塞浦路斯的金属），后来变为cuprum，这是copper、cuivre和Kupfer的来源。二价铜盐是常见的铜化合物，常呈蓝色或绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿（碱式碳酸铜）。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料。 铜是所有生物所必需的微量膳食矿物质，因为它是呼吸酶复合体细胞色素c氧化酶的关键组分。软体动物和甲壳亚门动物的血液色素血蓝蛋白中含有铜。鱼类和其他哺乳动物的血液中则是含铁的复合物血红蛋白。铜在人体中主要分布于肝脏、肌肉和骨骼中。铜的化合物可用作、杀真菌剂和木材防腐剂。.

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锗

锗（Germanium，舊譯作鈤）是一种化学元素，它的化学符号是「Ge」，原子序数是32。它是一種灰白色类金属，有光澤，質硬，屬於碳族，化學性質與同族的錫與硅相近。在自然中，鍺共有5種同位素，原子質量數在70至76之間。它能形成許多不同的有機金屬化合物，例如四乙基鍺及異丁基鍺烷等。 即使地球表面上鍺的豐度地殼蘊含量相對较高，但由於礦石中很少含有高濃度的鍺，所以它在化學史上發現得比較晚。門捷列夫在1869年根據元素周期表的位置，預測到鍺的存在與其各項屬性，並把它稱作擬硅。克莱门斯·温克勒於1886年在一種叫硫銀鍺礦的稀有礦物中，除了找到硫和銀之外，還發現了一種新元素。儘管這種新元素的外觀跟砷和銻有點像，但是新元素在化合物中的化合比符合門捷列夫對硅下元素的預測。温克勒以他的國家——德國的拉丁語名來為這種元素命名。 鍺是一種重要的半導體材料，用於製造晶體管及各種電子裝置。主要的終端應用為光纖系統與紅外線光學（infrared optics），也用於聚合反應的催化劑，制造電子器件與太陽能電力等。現在，開採鍺用的主要礦石是閃鋅礦（鋅的主要礦石），也可以在銀、鉛和銅礦中，用商業方式提取鍺。一些鍺化合物，如四氯化鍺（GeCl4）和甲鍺烷，会刺激眼睛、皮膚、肺部與喉嚨。.

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