A. 什麼是半導體材料
半導體材料是一類具有半導體性能（導電能力介於導體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍內）、可用來製作半導體器件和集成電路的電子材料。
自然界的物質、材料按導電能力大小可分為導體、半導體和絕緣體三大類。半導體的電阻率在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍（上限按謝嘉奎《電子線路》取值，還有取其1/10或10倍的；因角標不可用，暫用當前描述）。在一般情況下，半導體電導率隨溫度的升高而升高，這與金屬導體恰好相反。
凡具有上述兩種特徵的材料都可歸入半導體材料的范圍。反映半導體內在基本性質的卻是各種外界因素如光、熱、磁、電等作用於半導體而引起的物理效應和現象，這些可統稱為半導體材料的半導體性質。構成固態電子器件的基體材料絕大多數是半導體，正是這些半導體材料的各種半導體性質賦予各種不同類型半導體器件以不同的功能和特性。半導體的基本化學特徵在於原子間存在飽和的共價鍵。作為共價鍵特徵的典型是在晶格結構上表現為四面體結構,所以典型的半導體材料具有金剛石或閃鋅礦(ZnS)的結構。
由於地球的礦藏多半是化合物，所以最早得到利用的半導體材料都是化合物,例如方鉛礦(PbS)很早就用於無線電檢波，氧化亞銅(Cu2O)用作固體整流器，閃鋅礦(ZnS)是熟知的固體發光材料，碳化硅(SiC)的整流檢波作用也較早被利用。硒(Se)是最早發現並被利用的元素半導體，曾是固體整流器和光電池的重要材料。元素半導體鍺（Ge）放大作用的發現開辟了半導體歷史新的一頁，從此電子設備開始實現晶體管化。中國的半導體研究和生產是從1957年首次制備出高純度(99.999999%～99.9999999%) 的鍺開始的。採用元素半導體硅（Si）以後，不僅使晶體管的類型和品種增加、性能提高，而且迎來了大規模和超大規模集成電路的時代。以砷化鎵(GaAs)為代表的Ⅲ－Ⅴ族化合物的發現促進了微波器件和光電器件的迅速發展。
半導體材料可按化學組成來分，再將結構與性能比較特殊的非晶態與液態半導體單獨列為一類。按照這樣分類方法可將半導體材料分為元素半導體、無機化合物半導體、有機化合物半導體和非晶態與液態半導體。
B. 化學鍵的種類有都哪些
化學鍵的種類有：離子鍵、共價鍵、金屬鍵。
化學鍵是純凈物分子內或晶體內相鄰兩個或多個原子（或離子）間強烈的相互作用力的統稱。使離子相結合或原子相結合的作用力通稱為化學鍵。
離子鍵、共價鍵、金屬鍵各自有不同的成因，離子鍵是通過原子間電子轉移，形成正負離子，由靜電作用形成的。共價鍵的成因較為復雜，路易斯理論認為，共價鍵是通過原子間共用一對或多對電子形成的，其他的解釋還有價鍵理論，價層電子互斥理論，分子軌道理論和雜化軌道理論等。金屬鍵是一種改性的共價鍵，它是由多個原子共用一些自由流動的電子形成的。
化學鍵主要有三種基本類型，即離子鍵、共價鍵和金屬鍵。
一、離子鍵
離子鍵是由電子轉移（失去電子者為陽離子，獲得電子者為陰離子）形成的。即正離子和負離子之間由於靜電引力所形成的化學鍵。離子既可以是單離子，如Na+、CL-；也可以由原子團形成；如SO4 2-，NO3-等。
離子鍵的作用力強，無飽和性，無方向性。離子鍵形成的礦物總是以離子晶體的形式存在。
二、共價鍵
共價鍵的形成是相鄰兩個原子之間自旋方向相反的電子相互配對，此時原子軌道相互重疊，兩核間的電子雲密度相對地增大，從而增加對兩核的引力。共價鍵的作用力很強，有飽和性與方向性。因為只有自旋方向相反的電子才能配對成鍵，所以共價鍵有飽和性；另外，原子軌道互相重疊時，必須滿足對稱條件和最大重疊條件，所以共價鍵有方向性。共價鍵又可分為三種：
（1）非極性共價鍵 形成共價鍵的電子雲正好位於鍵合的兩個原子正中間，如金剛石的C—C鍵。
（2）極性共價鍵 形成共價鍵的電子雲偏於對電子引力較大的一個原子，如Pb—S 鍵，電子雲偏於S一側，可表示為Pb→S。
（3）配價鍵 共享的電子對只有一個原子單獨提供。如Zn—S鍵，共享的電子對由鋅提供，Z：+ ¨．．S：=Z n→S
共價鍵可以形成兩類晶體，即原子晶體共價鍵與分子晶體。原子晶體的晶格結點上排列著原子。原子之間有共價鍵聯系著。在分子晶體的晶格結點上排列著分子（極性分子或非極性分子），在分子之間有分子間力作用著，在某些晶體中還存在著氫鍵。關於分子鍵精闢氫鍵後面要講到。
三、金屬鍵
由於金屬晶體中存在著自由電子，整個金屬晶體的原子（或離子）與自由電子形成化學鍵。這種鍵可以看成由多個原子共用這些自由電子所組成，所以有人把它叫做改性的共價鍵。對於這種鍵還有一種形象化的說法：「好象把金屬原子沉浸在自由電子的海洋中」。金屬鍵沒有方向性與飽和性。
和離子晶體、原子晶體一樣，金屬晶體中沒獨立存在的原子或分子；金屬單質的化學式（也叫分子式）通常用化學符號來表示。
上述三種化學鍵是指分子或晶體內部原子或離子間的強烈作用力。但它沒有包括所有其他可
分類：在一個水分子中2個氫原子和1個氧原子就是通過化學鍵結合成水分子。由於原子核帶正電，電子帶負電，所以我們可以說，所有的化學鍵都是由兩個或多個原子核對電子同時吸引的結果所形成。化學鍵有3種類型 ，即離子鍵、共價鍵、金屬鍵（氫鍵不是化學鍵，它是分子間力的一種）。
離子鍵(ionic bond)
帶相反電荷離子之間的互相作用叫做離子鍵，成鍵的本質是陰陽離子間的靜電作用。兩個原子間的電負性相差極大時，一般是金屬與非金屬。例如氯和鈉以離子鍵結合成氯化鈉。電負性大的氯會從電負性小的鈉搶走一個電子，以符合八隅體。之後氯會以-1價的方式存在，而鈉則以+1價的方式存在，兩者再以庫侖靜電力因正負相吸而結合在一起，因此也有人說離子鍵是金屬與非金屬結合用的鍵結方式。而離子鍵可以延伸，所以並無分子結構。
離子鍵亦有強弱之分。其強弱影響該離子化合物的熔點、沸點和溶解性等性質。離子鍵越強，其熔點越高。離子半徑越小或所帶電荷越多，陰、陽離子間的作用就越強。例如鈉離子的微粒半徑比鉀離子的微粒半徑小，則氯化鈉NaCl中的離子鍵較氯化鉀KCl中的離子鍵強，所以氯化鈉的熔點比氯化鉀的高。
定義：離子鍵是由正負離子之間通過靜電作用而形成的，正負離子為球形或者近似球形，電荷球形對稱分布，那麼離子鍵就可以在各個方向上發生靜電作用，因此是沒有方向性的。
離子鍵概念：帶相反電荷離子之間的相互作用稱為離子鍵。
成鍵微粒：陰離子、陽離子。
成鍵本質：靜電作用。靜電作用包括陰、陽離子間的靜電吸引作用和電子與電子之間、原子核與原子核之間的靜電排斥作用。（一吸，兩斥）
成鍵原因：①原子相互得失電子形成穩定的陰、陽離子。②離子間吸引與排斥處於平衡狀態。③體系的總能量降低。
存在范圍：離子鍵存在於大多數強鹼、鹽及金屬氧化物中。
一個離子可以同時與多個帶相反電荷的離子互相吸引成鍵，雖然在離子晶體中，一個離子只能與幾個帶相反電荷的離子直接作用（如NaCl中Na+可以與6個Cl-直接作用），但是這是由於空間因素造成的。在距離較遠的地方，同樣有比較弱的作用存在，因此是沒有飽和性的。化學鍵的概念是在總結長期實踐經驗的基礎上建立和發展起來的，用來概括觀察到的大量化學事實，特別是用來說明原子為何以一定的比例結合成具有確定幾何形狀的、相對穩定和相對獨立的、性質與其組成原子完全不同的分子。開始時，人們在相互結合的兩個原子之間畫一根短線作為化學鍵的符號 ；電子發現以後 ，1916年G.N.路易斯提出通過填滿電子穩定殼層形成離子和離子鍵或者通過兩個原子共有一對電子形成共價鍵的概念，建立化學鍵的電子理論。
量子理論建立以後，1927年 W.H.海特勒和F.W.倫敦通過氫分子的量子力學處理，說明了氫分子穩定存在的原因 ，原則上闡明了化學鍵的本質。通過以後許多人 ，特別是L.C.鮑林和R.S.馬利肯的工作，化學鍵的理論解釋已日趨完善。
化學鍵在本質上是電性的，原子在形成分子時，外層電子發生了重新分布（轉移、共用、偏移等），從而產生了正、負電性間的強烈作用力。但這種電性作用的方式和程度有所不同，所以又可將化學鍵分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵等。離子鍵是原子得失電子後生成的陰陽離子之間靠靜電作用而形成的化學鍵。離子鍵的本質是靜電作用。由於靜電引力沒有方向性，陰陽離子之間的作用可在任何方向上，離子鍵沒有方向性。只有條件允許，陽離子周圍可以盡可能多的吸引陰離子，反之亦然，離子鍵沒有飽和性。不同的陰離子和陽離子的半徑、電性不同，所形成的晶體空間點陣並不相同。
共價鍵：
1、共價鍵是原子間通過共用電子對（電子雲重疊）而形成的相互作用。形成重疊電子雲的電子在所有成鍵的原子周圍運動。一個原子有幾個未成對電子，便可以和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵，共價鍵飽和性的產生是由於電子雲重疊（電子配對）時仍然遵循泡利不相容原理。電子雲重疊只能在一定的方向上發生重疊，而不能隨意發生重疊。共價鍵方向性的產生是由於形成共價鍵時，電子雲重疊的區域越大，形成的共價鍵越穩定，所以，形成共價鍵時總是沿著電子雲重疊程度最大的方向形成（這就是最大重疊原理）。共價鍵有飽和性和方向性。
2、原子通過共用電子對形成共價鍵後，體系總能量降低。
共價鍵的形成是成鍵電子的原子軌道發生重疊，並且要使共價鍵穩定，必須重疊部分最大。由於除了s軌道之外，其他軌道都有一定伸展方向，因此成鍵時除了s-s的σ鍵（如H2）在任何方向都能最大重疊外，其他軌道所成的鍵都只有沿著一定方向才能達到最大重疊。
共價鍵的分類：共價鍵有不同的分類方法。
（1） 按共用電子對的數目分，有單鍵（Cl—Cl）、雙鍵（C=C）、三鍵（N≡N，C≡C）等。
（2） 按共用電子對是否偏移分類，有極性鍵（H—Cl）和非極性鍵（Cl—Cl）。
（3） 按提供電子對的方式分類，有正常的共價鍵和配位鍵（共用電子對由一方提供，另一方提供空軌道。
如銨根離子中的N—H鍵中有一個屬於配位鍵）。
（4） 按電子雲重疊方式分，有σ鍵（電子雲沿鍵軸方向，以「頭碰頭」方式成鍵。如C—C。）和π鍵（電子雲沿鍵軸兩側方向，以「肩並肩」方向成鍵。如C=C中鍵能較小的鍵，C=C中有一個σ鍵與一個π鍵。）等
3、舊理論：共價鍵形成的條件是原子中必須有成單電子，自旋方向必須相反，由於一個原子的一個成單電子只能與另一個成單電子配對，因此共價鍵有飽和性。如H原子與Cl原子形成HCl分子後，不能再與另外一個Cl形成HCl2了。
4、新理論：共價鍵形成時，成鍵電子所在的原子軌道發生重疊並分裂，成鍵電子填入能量較低的軌道即成鍵軌道。如果還有其他的原子參與成鍵的話，其所提供的電子將會填入能量較高的反鍵軌道，形成的分子也將不穩定。 像HCl這樣的共用電子對形成分子的化合物叫做共價化合物。
化合物分類：
1．離子化合物：由陽離子和陰離子構成的化合物。
大部分鹽（包括所有銨鹽），強鹼，大部分金屬氧化物，金屬氫化物。 活潑的金屬元素與活潑非金屬元素形成的化合物中不一定都是以離子鍵結合的，如AICI3、FeCl3、BeCl2等不是通過離子鍵結合的。非金屬元素之間也可形成離子化合物，如銨鹽都是離子化合物。
2、共價化合物：主要以共價鍵結合形成的化合物，叫做共價化合物。
非金屬氧化物，酸，弱鹼，少部分鹽，非金屬氫化物。
3、在離子化合物中一定含有離子鍵，可能含有共價鍵。在共價化合物中一定不存在離子鍵。
金屬鍵：
1、概述：化學鍵的一種，主要在金屬中存在。由自由電子及排列成晶格狀的金屬離子之間的靜電吸引力組合而成。由於電子的自由運動，金屬鍵沒有固定的方向，因而是非極性鍵。金屬鍵有金屬的很多特性。例如一般金屬的熔點、沸點隨金屬鍵的強度而升高。其強弱通常與金屬離子半徑成逆相關，與金屬內部自由電子密度成正相關（便可粗略看成與原子外圍電子數成正相關）。
2、改性共價鍵理論：在金屬晶體中，自由電子作穿梭運動，它不專屬於某個金屬離子而為整個金屬晶體所共有。這些自由電子與全部金屬離子相互作用，從而形成某種結合，這種作用稱為金屬鍵。由於金屬只有少數價電子能用於成鍵，金屬在形成晶體時，傾向於構成極為緊密的結構，使每個原子都有盡可能多的相鄰原子(金屬晶體一般都具有高配位數和緊密堆積結構)，這樣，電子能級可以得到盡可能多的重疊，從而形成金屬鍵。上述假設模型叫做金屬的自由電子模型，稱為改性共價鍵理論。這一理論是1900年德魯德(drude)等人為解釋金屬的導電、導熱性能所提出的一種假設。這種理論先後經過洛倫茨和佐默費爾德等人的改進和發展，對金屬的許多重要性質都給予了一定的解釋。但是，由於金屬的自由電子模型過於簡單化，不能解釋金屬晶體為什麼有結合力，也不能解釋金屬晶體為什麼有導體、絕緣體和半導體之分。隨著科學和生產的發展，主要是量子理論的發展，建立了能帶理論。
定域鍵：只存在於兩個原子之間的共價鍵。只包含定域鍵的多原子分子可以看成是由相對獨立的兩個原子之間的化學鍵把原子連接起來形成的，這是忽略了相鄰化學鍵的影響，而把描述雙原子分子中化學鍵的方法用到多原子分子的定域鍵上。如乙烯中有一個C-C和四個C-H σ鍵、一個C-C π鍵。定域鍵具有比較恆定的鍵性質。例如一定類型定域鍵的鍵長、鍵偶極矩、鍵極化度、鍵力常數、鍵能等在不同分子中近似保持不變。因此，分子的有關廣延性質可近似表示為相應的鍵性質之和。定域鍵的這種特點在化學中得到廣泛的應用，例如從鍵能計算分子的原子化能近似值。這種模型較好地反映了由鍵上電子雲所確定的分子性質如鍵能、鍵長、鍵角、鍵偶極、鍵極化度等。 這種圍繞兩個原子的分子軌道成為定域軌道。
極性鍵：在化合物分子中，不同種原子形成的共價鍵，由於兩個原子吸引電子的能力不同，共用電子對必然偏向吸引電子能力較強的原子一方，因而吸引電子能力較弱的原子一方相對的顯正電性。這樣的共價鍵叫做極性共價鍵，簡稱極性鍵。
舉例：HCl分子中的H-Cl鍵屬於極性鍵
有一個簡單的判斷極性鍵與非極性鍵的方法，比較形成該化合物中各原子的原子量，一般來說，相對原子質量越大的原子吸引電子能力更強。但是要注意，有極性鍵構成的化合物，不一定是極性化合物，例如甲烷，它就是有極性鍵的非極性分子（原因是正負電荷中心重合）。
非極性鍵：由同種元素的原子間形成的共價鍵，叫做非極性共價鍵。同種原子吸引共用電子對的能力相等，成鍵電子對勻稱地分布在兩核之間，不偏向任何一個原子，成鍵的原子都不顯電性。非極性鍵可存在於單質分子中（如H2中H—H鍵、O2中O=O鍵、N2中N≡N鍵），也可以存在於化合物分子中（如C2H2中的C—C鍵）。非極性鍵的鍵偶極矩為0。以非極性鍵結合形成的分子都是非極性分子。存在於非極性分子中的鍵並非都是非極性鍵，如果一個多原子分子在空間結構上的正電荷幾何中心和負電荷幾何中心重合，那麼即使它由極性鍵組成，那麼它也是非極性分子。由非極性鍵結合形成的晶體可以是原子晶體，也可以是混合型晶體或分子晶體。例如，碳單質有三類同素異形體：依靠C—C非極性鍵可以形成正四面體骨架型金剛石（原子晶體）、層型石墨（混合型晶體），也可以形成球型碳分子富勒烯C60（分子晶體）。
舉例：Cl2分子中的Cl-Cl鍵屬於非極性鍵
C. 半導體常見的晶體結構
決定半導體材料的基本物理特性，即原子或離子的長程有序的周期性排列。按空間點陣學說，晶體的內在結構可概括為一些相同點在空間有規則地作周期性的無限分布。點子的總體稱為點陣，通過點陣的結點可作許多平行的直線組和平行的晶面組。這樣，點陣就成網格，稱為晶格。由於晶格的周期性，可取一個以格點為頂點、邊長等於該方向上的周期的六面體作為重復單元，來概括晶格的特徵。固體物理學取最小的重復單元，格點只在頂角上。這樣的重復單元只反映晶體結構的周期性，稱為原胞。結晶學取較大的重復單元，格點不僅在頂角上，還可在體心和面心上，這樣的重復單元既反映晶格的周期性，也反映了晶體的對稱性。
常見的半導體的晶體結構有金剛石型、閃鋅礦型、纖鋅礦型和氯化鈉型4種，如圖和表所示。在三元化合物半導體中有部分呈黃銅礦型結構，金剛石型、閃鋅礦型和氯化鈉型結構可看成是由兩套面心立方格子套構而成。不同的是，金剛石型和閃鋅礦型是兩套格子沿體
對角線的1/4方向套構，而氯化鈉型則是沿1/2[100]方向套構;金剛石晶格中所有原子同種，而閃鋅礦和氯化鈉晶格中有兩種原子;閃鋅礦型各晶面的原子排布總數目與金剛石型相同，但在同一晶面或同一晶向上，兩種原子的排布卻不相同。纖鋅礦型屬六方晶系，其中硫原子呈六方密堆集，而鋅原子則占據四面體間隙的一半，與閃鋅礦相似，它們的每一個原子場處於異種原子構成的正四面體中心。但閃鋅礦結構中，次近鄰異種原子層的原子位置彼此錯開60°，而在纖鋅礦型中，則是上下相對的。採取這種方式使次近鄰異種原子的距離更近，會增強正負離子的相互吸引作用，因此，纖鋅礦型多出現於兩種原子間負電性差大、化學鍵中離子鍵成分高的二元化合物中。
D. 半導體的種類都有哪些
（1）元素半導體。元素半導體是指單一元素構成的半導體，其中對硅、硒的研究比較早。它是由相同元素組成的具有半導體特性的固體材料，容易受到微量雜質和外界條件的影響而發生變化。目前， 只有硅、鍺性能好，運用的比較廣，硒在電子照明和光電領域中應用。硅在半導體工業中運用的多，這主要受到二氧化硅的影響，能夠在器件製作上形成掩膜，能夠提高半導體器件的穩定性，利於自動化工業生產。[2]
（2）無機合成物半導體。無機合成物主要是通過單一元素構成半導體材料，當然也有多種元素構成的半導體材料，主要的半導體性質有I族與V、VI、VII族；II族與IV、V、VI、VII族；III族與V、VI族；IV族與IV、VI族;V族與VI族；VI族與VI族的結合化合物，但受到元素的特性和製作方式的影響，不是所有的化合物都能夠符合半導體材料的要求。這一半導體主要運用到高速器件中，InP製造的晶體管的速度比其他材料都高，主要運用到光電集成電路、抗核輻射器件中。 對於導電率高的材料，主要用於LED等方面。[2]
（3）有機合成物半導體。有機化合物是指含分子中含有碳鍵的化合物，把有機化合物和碳鍵垂直，疊加的方式能夠形成導帶，通過化學的添加，能夠讓其進入到能帶，這樣可以發生電導率，從而形成有機化合物半導體。這一半導體和以往的半導體相比，具有成本低、溶解性好、材料輕加工容易的特點。可以通過控制分子的方式來控制導電性能，應用的范圍比較廣，主要用於有機薄膜、有機照明等方面。[2]
（4）非晶態半導體。它又被叫做無定形半導體或玻璃半導體，屬於半導電性的一類材料。非晶半導體和其他非晶材料一樣，都是短程有序、長程無序結構。它主要是通過改變原子相對位置，改變原有的周期性排列，形成非晶硅。晶態和非晶態主要區別於原子排列是否具有長程序。非晶態半導體的性能控制難，隨著技術的發明，非晶態半導體開始使用。這一製作工序簡單，主要用於工程類，在光吸收方面有很好的效果，主要運用到太陽能電池和液晶顯示屏中。[2]
（5）本徵半導體：不含雜質且無晶格缺陷的半導體稱為本徵半導體。在極低溫度下，半導體的價帶是滿帶，受到熱激發後，價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶，空帶中存在電子後成為導帶，價帶中缺少一個電子後形成一個帶正電的空位，稱為空穴。空穴導電並不是實際運動，而是一種等效。電子導電時等電量的空穴會沿其反方向運動。[5] 它們在外電場作用下產生定向運動而形成宏觀電流，分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子-空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。導帶中的電子會落入空穴，電子-空穴對消失，稱為復合。復合時釋放出的能量變成電磁輻射（發光）或晶格的熱振動能量（發熱）。在一定溫度下，電子-空穴對的產生和復合同時存在並達到動態平衡，此時半導體具有一定的載流子密度，從而具有一定的電阻率。溫度升高時，將產生更多的電子-空穴對，載流子密度增加，電阻率減小。無晶格缺陷的純凈半導體的電阻率較大，實際應用不多。[6]
E. 半導體的共價鍵是怎麼定義的
共價鍵是化學鍵的一種，兩個或多個原子共同使用它們的外層電子，在理想情況下達到電子飽和的狀態，由此組成比較穩定和堅固的化學結構叫做共價鍵。與離子鍵不同的是進入共價鍵的原子向外不顯示電荷，因為它們並沒有獲得或損失電子。共價鍵的強度比氫鍵要強，與離子鍵差不太多或甚至比離子鍵強。
F. 半導體有哪些
鍺、硅、硒、砷化鎵、許多金屬氧化物和金屬硫化物等。其導電性介於導體和絕緣體之間的半導體稱為半導體。
半導體有一些特殊的性質。例如，可以利用半導體的電阻率與溫度的關系來製作熱敏元件(熱敏電阻)，用於自動控制；利用其光敏特性，可製成光敏元件用於自動控制，如光電池、光電池、光敏電阻等。
半導體還有一個最重要的特性。如果在純半導體物質中適當摻入少量雜質，其電導率將增加數百萬倍。這一特性可用於製造各種半導體器件，如半導體二極體、三極體等。
當半導體的一面做成P型區，另一面做成N型區時，在結附近形成一層具有特殊性質的薄層，一般稱為PN結。圖的上半部分分為P型半導體和N型半導體界面兩側的載流子擴散(用黑色箭頭表示)。中間部分是PN結的形成過程，表示載流子的擴散效應大於漂移效應(藍色箭頭表示，紅色箭頭表示內建電場方向)。下部是PN結的形成。代表擴散和漂移之間的動態平衡。
G. 關於半導體
分類: 資源共享
問題描述:
我要寫一篇課程結課文章，題目是「非晶態半導體的電學性質」，誰能提供點資料啊？！
解析:
以非晶態半導體材料為主體製成的固態電子器件。非晶態半導體雖然在整體上分子排列無序，但是仍具有單晶體的微觀結構，因此具有許多特殊的性質。1975年，英國W.G.斯皮爾在輝光放電分解硅烷法制備的非晶硅薄膜中摻雜成功，使非晶硅薄膜的電阻率變化10個數量級，促進非晶態半導體器件的開發和應用。同單晶材料相比，非晶態半導體材料制備工藝簡單，對襯底結構無特殊要求，易於大面積生長，摻雜後電阻率變化大，可以製成多種器件。非晶硅太陽能電池吸收系數大，轉換效率高，面積大，已應用到計算器、電子表等商品中。非晶硅薄膜場效應管陣列可用作大面積液晶平面顯示屏的定址開關。利用某些硫系非晶態半導體材料的結構轉變來記錄和存儲光電信息的器件已應用於計算機或控制系統中。利用非晶態薄膜的電荷存儲和光電導特性可製成用於靜態圖像光電轉換的靜電復印機感光體和用於動態圖像光電轉換的電視攝像管的靶面。
具有半導體性質的非晶態材料。非晶態半導體是半導體的一個重要部分。50年代B.T.科洛米耶茨等人開始了對硫系玻璃的研究，當時很少有人注意，直到1968年S.R.奧弗申斯基關於用硫系薄膜製作開關器件的專利發表以後，才引起人們對非晶態半導體的興趣。1975年W.E.斯皮爾等人在硅烷輝光放電分解制備的非晶硅中實現了摻雜效應，使控制電導和製造PN結成為可能，從而為非晶硅材料的應用開辟了廣闊的前景。在理論方面，P.W.安德森和莫脫，N.F.建立了非晶態半導體的電子理論，並因而榮獲1977年的諾貝爾物理學獎。目前無論在理論方面，還是在應用方面，非晶態半導體的研究正在很快地發展著。
分類 目前主要的非晶態半導體有兩大類。
硫系玻璃。含硫族元素的非晶態半導體。例如As-Se、As-S，通常的制備方法是熔體冷卻或汽相沉積。
四面體鍵非晶態半導體。如非晶Si、Ge、GaAs等，此類材料的非晶態不能用熔體冷卻的辦法來獲得，只能用薄膜淀積的辦法(如蒸發、濺射、輝光放電或化學汽相淀積等)，只要襯底溫度足夠低，淀積的薄膜就是非晶態結構。四面體鍵非晶態半導體材料的性質，與制備的工藝方法和工藝條件密切相關。圖1 不同方法制備非晶硅的光吸收系數 給出了不同制備工藝的非晶硅光吸收系數譜，其中a、b制備工藝是硅烷輝光放電分解，襯底溫度分別為500K和300K，c制備工藝是濺射，d制備工藝為蒸發。非晶硅的導電性質和光電導性質也與制備工藝密切相關。其實，硅烷輝光放電法制備的非晶硅中，含有大量H，有時又稱為非晶的硅氫合金；不同工藝條件，氫含量不同，直接影響到材料的性質。與此相反，硫系玻璃的性質與制備方法關系不大。圖2 汽相淀積濺射薄膜和熔體急冷成塊體AsSeTe的光吸收系數譜 給出了一個典型的實例，用熔體冷卻和濺射的辦法制備的AsSeTe樣品，它們的光吸收系數譜具有相同的曲線。
非晶態半導體的電子結構 非晶態與晶態半導體具有類似的基本能帶結構，也有導帶、價帶和禁帶(見固體的能帶)。材料的基本能帶結構主要取決於原子附近的狀況，可以用化學鍵模型作定性的解釋。以四面體鍵的非晶Ge、Si為例，Ge、Si中四個價電子經sp雜化，近鄰原子的價電子之間形成共價鍵，其成鍵態對應於價帶；反鍵態對應於導帶。無論是Ge、Si的晶態還是非晶態，基本結合方式是相同的，只是在非晶態中鍵角和鍵長有一定程度的畸變，因而它們的基本能帶結構是相類似的。然而，非晶態半導體中的電子態與晶態比較也有著本質的區別。晶態半導體的結構是周期有序的，或者說具有平移對稱性，電子波函數是布洛赫函數，波矢是與平移對稱性相聯系的量子數，非晶態半導體不存在有周期性， 不再是好的量子數。晶態半導體中電子的運動是比較自由的，電子運動的平均自由程遠大於原子間距；非晶態半導體中結構缺陷的畸變使得電子的平均自由程大大減小，當平均自由程接近原子間距的數量級時，在晶態半導體中建立起來的電子漂移運動的概念就變得沒有意義了。非晶態半導體能帶邊態密度的變化不像晶態那樣陡，而是拖有不同程度的帶尾(如圖3 非晶態半導體的態密度與能量的關系 所示)。非晶態半導體能帶中的電子態分為兩類：一類稱為擴展態，另一類為局域態。處在擴展態的每個電子，為整個固體所共有，可以在固體整個尺度內找到；它在外場中運動類似於晶體中的電子；處在局域態的每個電子基本局限在某一區域，它的狀態波函數只能在圍繞某一點的一個不大尺度內顯著不為零，它們需要靠聲子的協助，進行跳躍式導電。在一個能帶中，帶中心部分為擴展態，帶尾部分為局域態，它們之間有一分界處，如圖4 非晶態半導體的擴展態、局域態和遷移率邊 中的和，這個分界處稱為遷移率邊。1960年莫脫首先提出了遷移率邊的概念。如果把遷移率看成是電子態能量的函數，莫脫認為在分界處和存在有遷移率的突變。局域態中的電子是跳躍式導電的，依靠與點陣振動交換能量，從一個局域態跳到另一個局域態，因而當溫度趨向0K時，局域態電子遷移率趨於零。擴展態中電子導電類似於晶體中的電子，當趨於0K時，遷移率趨向有限值。莫脫進一步認為遷移率邊對應於電子平均自由程接近於原子間距的情況，並定義這種情況下的電導率為最小金屬化電導率。然而，目前圍繞著遷移率邊和最小金屬化電導率仍有爭論。
缺陷 非晶態半導體與晶態相比較，其中存在大量的缺陷。這些缺陷在禁帶之中引入一系列局域能級，它們對非晶態半導體的電學和光學性質有著重要的影響。四面體鍵非晶態半導體和硫系玻璃，這兩類非晶態半導體的缺陷有著顯著的差別。
非晶硅中的缺陷主要是空位、微空洞。硅原子外層有四個價電子，正常情況應與近鄰的四個硅原子形成四個共價鍵。存在有空位和微空洞使得有些硅原子周圍四個近鄰原子不足，而產生一些懸掛鍵，在中性懸掛鍵上有一個未成鍵的電子。懸掛鍵還有兩種可能的帶電狀態：釋放未成鍵的電子成為正電中心，這是施主態；接受第二個電子成為負電中心，這是受主態。它們對應的能級在禁帶之中，分別稱為施主和受主能級。因為受主態表示懸掛鍵上有兩個電子占據的情況，兩個電子間的庫侖排斥作用，使得受主能級位置高於施主能級，稱為正相關能。因此在一般情況下，懸掛鍵保持只有一個電子占據的中性狀態，在實驗中觀察到懸掛鍵上未配對電子的自旋共振。1975年斯皮爾等人利用硅烷輝光放電的方法，首先實現非晶硅的摻雜效應，就是因為用這種辦法制備的非晶硅中含有大量的氫，氫與懸掛鍵結合大大減少了缺陷態的數目。這些缺陷同時是有效的復合中心。為了提高非平衡載流子的壽命，也必須降低缺陷態密度。因此，控制非晶硅中的缺陷，成為目前材料制備中的關鍵問題之一。
硫系玻璃中缺陷的形式不是簡單的懸掛鍵，而是「換價對」。最初，人們發現硫系玻璃與非晶硅不同，觀察不到缺陷態上電子的自旋共振，針對這表面上的反常現象，莫脫等人根據安德森的負相關能的設想，提出了MDS模型。當缺陷態上占據兩個電子時，會引起點陣的畸變，若由於畸變降低的能量超過電子間庫侖排斥作用能，則表現出有負的相關能，這就意味著受主能級位於施主能級之下。用 D、D、D 分別代表缺陷上不佔有、佔有一個、佔有兩個電子的狀態，負相關能意味著：
2D —→ D+D
是放熱的。因而缺陷主要以D、D形式存在，不存在未配對電子，所以沒有電子的自旋共振。不少人對D、D、D缺陷的結構作了分析。以非晶態硒為例，硒有六個價電子，可以形成兩個共價鍵，通常呈鏈狀結構，另外有兩個未成鍵的 p電子稱為孤對電子。在鏈的端點處相當於有一個中性懸掛鍵，這個懸掛鍵很可能發生畸變，與鄰近的孤對電子成鍵並放出一個電子(形成D)，放出的電子與另一懸掛鍵結合成一對孤對電子(形成D)，如圖 5 硫系玻璃的換價對 所示。因此又稱這種D、D為換價對。由於庫侖吸引作用，使得D、D通常是成對地緊密靠在一起，形成緊密換價對。硫系玻璃中成鍵方式只要有很小變化就可以形成一組緊密換價對，如圖6 換價對的自增強效應 所示，它只需很小的能量，有自增強效應，因而這種缺陷的濃度通常是很高的。利用換價對模型可以解釋硫屬非晶態半導體的光致發光光譜、光致電子自旋共振等一系列實驗現象。
應用 非晶態半導體在技術領域中的應用存在著很大的潛力，非晶硫早已廣泛應用在復印技術中，由S.R.奧夫辛斯基首創的 As-Te-Ge-Si系玻璃半導體製作的電可改寫主讀存儲器已有商品生產，利用光脈沖使碲微晶薄膜玻璃化這種性質製作的光存儲器正在研製之中。對於非晶硅的應用目前研究最多的是太陽能電池。非晶硅比晶體硅制備工藝簡單，易於做成大面積，非晶硅對於太陽光的吸收效率高，器件只需大約1微米厚的薄膜材料，因此，可望做成一種廉價的太陽能電池，現已受到能源專家的重視。最近已有人試驗把非晶硅場效應晶體管用於液晶顯示和集成電路。
H. 半導體與導體是有什麼物質構成的
半導體一般是與硅有關 導體是金屬或電解質溶液等