半導體電導率有哪些特性

半導體電導率是半導體材料的一項重要電性質，它是指在外加電場的作用下，半導體材料中載流子（電子或空穴）的移動速度和密度所產生的電導效應。電導率是電導系數（導電系數）和電場強度的乘積，通常用s/m（西羅、米）或ohm.m（歐姆、米）來表示。

半導體電導率與材料結構、摻雜濃度、溫度等因素密切相關，其特性主要包括以下方面：

1. 非線性特性

半導體電導率與溫度之間的關系呈非線性曲線，呈現出比金屬和絕緣體更加快速和密切的變化趨勢。一般來說，隨著溫度的升高，電導率先呈上升趨勢，然后在達到一個峰值后開始下降。

2. 摻雜濃度特性

半導體中夾雜的雜質（摻雜物）濃度會顯著影響電導率。在少數載流子濃度的情況下，摻雜濃度越高，電導率也越高，但當濃度達到一定程度時，載流子之間會相互碰撞，出現相對\textbackslash{}電子流和空穴流的飽和現象，電導率不再增加或甚至呈下降趨勢。

3. 載流子特性

載流子的種類和密度也對半導體電導率產生影響。對于不同類型的載流子，其電導率的表現各有不同。例如，n型半導體中為電子附帶負電荷，在外電場作用下向電場方向移動，所以其電導率隨著n型半導體中電子密度的增加而增加。

4. 穿隧效應特性

穿隧效應是一種奇特的半導體電導性質，它在半導體application中具有重要的作用。穿隧效應是指當電子處在足夠thin的勢壘（potential barrier）時，通過量子力學的穿隧效應實現跨越封鎖層（depletion layer）的電流。因此，固體能隙越窄的半導體、條形半導體器件、雜質層和勢壘深的異質結都可以表現出非常顯著的穿隧效應。

5. 溫度特性

溫度是半導體電導率變化最直觀和可測量的物理量之一。在沒有加電場的情況下，半導體材料就會呈現出溫度變化而引起的電導率變化。半導體的禁帶隙受溫度的影響而逐漸縮小，而載流子的濃度也隨之增大，因而半導體電導率也隨之增大。在外加電場的作用下，電導率隨著溫度的升高而呈現指數型增長。

6. 光電導特性

光電導是半導體固體中重要的光學電學特性，指在光的激發下產生的電子和空穴對的溶解度變化，從而引起電導率的變化。這種溶解度變化可以通過控制光照強度和時間來調節電導率的大小，洛侖茲效應（Lorentz force）和肖特基效應（Schottky effect）都是與光電導相關的重要物理效應。

總之，半導體電導率有諸多特性和變化規律，因此在各種電子電路、電子元器件和光電器件等電學應用中都扮演著至關重要的角色。