半导体材料高中_半导体材料化学高考

1.锑化铋为什么是半导体材料

2.化学新手上路，请问可以用于制造半导体的元素都有哪些？

3.半导体材料有哪些

4.Al和Ga及N和As分别是同主族的元素，请回答下列问题：（1）砷化镓是一种半导体材料，其化学式为______．（

5.最常见的半导体材料

6.材料化学专业学什么 就业方向有哪些

7.（3分）高纯的单晶硅是重要的半导体材料。制备高纯硅的化学方程式为：SiCl 4 +2H 2 Si+ 4

半导体材料的种类繁多，从单质到化合物，从无机物到有机物，从单晶体到非晶体，都可以作为半导体材料。根据材料的化学组成和结构，可以将半导体划分为：元素半导体，如硅（Si）、锗（Ge）；二元化合物半导体，如砷化镓(GaAs)、锑化铟（InSb）；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAsP；固溶体半导体，如Ge-Si、GaAs-GaP；玻璃半导体(又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；有机半导体，如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。

锑化铋为什么是半导体材料

1、化合价(常见元素的化合价)：

碱金属元素、Ag、H：+1 F：—1

Ca、Mg、Ba、Zn：+2 Cl：—1，+1，+5，+7

Cu：+1，+2 O：—2

Fe：+2，+3 S：—2，+4，+6

Al：+3 P：—3，+3，+5

Mn：+2，+4，+6，+7 N：—3，+2，+4，+5

2、氧化还原反应

定义：有电子转移(或者化合价升降)的反应

本质：电子转移(包括电子的得失和偏移)

特征：化合价的升降

氧化剂(具有氧化性)——得电子——化合价下降——被还原——还原产物

还原剂(具有还原性)——失电子——化合价上升——被氧化——氧化产物

口诀：得——降——(被)还原——氧化剂

失——升——(被)氧化——还原剂

3、金属活动性顺序表

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

还 原 性 逐 渐 减 弱

4、离子反应

定义：有离子参加的反应

电解质：在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物

非电解质：在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物

离子方程式的书写：

第一步：写。写出化学方程式

第二步：拆。易溶于水、易电离的物质拆成离子形式；难溶(如CaCO3、BaCO3、BaSO4、AgCl、AgBr、AgI、Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2等)，难电离(H2CO3、H2S、CH3COOH、HClO、H2SO3、NH3?H2O、H2O等)，气体(CO2、SO2、NH3、Cl2、O2、H2等)，氧化物(Na2O、MgO、Al2O3等)不拆

第三步：删。删去前后都有的离子

第四步：查。检查前后原子个数，电荷是否守恒

离子共存问题判断：

①是否产生沉淀(如：Ba2+和SO42-，Fe2+和OH-)；

②是否生成弱电解质(如：NH4+和OH-，H+和CH3COO-)

③是否生成气体(如：H+和CO32-，H+和SO32-)

④是否发生氧化还原反应(如：H+、NO3-和Fe2+/I-，Fe3+和I-)

5、放热反应和吸热反应

化学反应一定伴随着能量变化。

放热反应：反应物总能量大于生成物总能量的反应

常见的放热反应：燃烧，酸碱中和，活泼金属与酸发生的置换反应

吸热反应：反应物总能量小于生成物总能量的反应

常见的吸热反应：Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl的反应，灼热的碳和二氧化碳的反应

C、CO、H2还原CuO

6、各物理量之间的转化公式和推论

⑴微粒数目和物质的量：n==N / NA，N==nNA NA——阿伏加德罗常数。规定0.012kg12C所含的碳原子数目为一摩尔，约为6.02×1023个，该数目称为阿伏加德罗常数

⑵物质的量和质量：n==m / M，m==nM

⑶对于气体，有如下重要公式

a、气体摩尔体积和物质的量：n==V / Vm，V==nVm 标准状况下：Vm=22.4L/mol

b、阿伏加德罗定律：同温同压下V(A) / V(B) == n(A) / n(B) == N(A) / N(B)

c、气体密度公式：ρ==M / Vm，ρ1/ρ2==M1 / M2

⑷物质的量浓度与物质的量关系

(对于溶液)a、物质的量浓度与物质的量 C==n / V，n==CV

b、物质的量浓度与质量分数 C==(1000ρω) / M

7、配置一定物质的量浓度的溶液

①计算：固体的质量或稀溶液的体积

②称量：天平称量固体，量筒或滴定管量取液体(准确量取)

③溶解：在烧杯中用玻璃棒搅拌

④检漏：检验容量瓶是否漏水(两次)

⑤移液：冷却到室温，用玻璃棒将烧杯中的溶液转移至选定容积的容量瓶中

⑥洗涤：将烧杯、玻璃棒洗涤2—3次，将洗液全部转移至容量瓶中(少量多次)

⑦定容：加水至叶面接近容量瓶刻度线1cm—2cm处时，改用胶头滴管加蒸馏水至溶液的凹液面最低点刚好与刻度线相切

⑧摇匀：反复上下颠倒，摇匀，使得容量瓶中溶液浓度均匀

⑨装瓶、贴标签

必须仪器：天平(称固体质量)，量筒或滴定管(量液体体积)，烧杯，玻璃棒，容量瓶(规格)，胶头滴管

14、铁

①物理性质：银白色光泽，密度大，熔沸点高，延展性，导电导热性较好，能被磁铁吸引。铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，排第四。

②化学性质：

a、与非金属：Fe+S==FeS，3Fe+2O2===Fe3O4，2Fe+3Cl2===2FeCl3

b、与水：3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2

c、与酸(非氧化性酸)：Fe+2H+==Fe2++H2↑

与氧化性酸，如硝酸、浓硫酸，会被氧化成三价铁

d、与盐：如CuCl2、CuSO4等，Fe+Cu2+==Fe2++Cu

Fe2+和Fe3+离子的检验：

①溶液是浅绿色的Fe2+

②与KSCN溶液作用不显红色，再滴氯水则变红

③加NaOH溶液现象：白色 灰绿色 红褐色

④与无色KSCN溶液作用显红色

Fe3+

⑤溶液显**或棕**

⑥加入NaOH溶液产生红褐色沉淀

15、硅及其化合物

Ⅰ、硅

硅是一种亲氧元素，自然界中总是与氧结合，以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。硅有晶体和无定型两种。晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性，常温下不活泼。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可制成光电池等能源。

Ⅱ、硅的化合物

①二氧化硅

a、物理性质：二氧化硅具有晶体和无定形两种。熔点高，硬度大。

b、化学性质：酸性氧化物，是H2SiO3的酸酐，但不溶于水

SiO2+CaO===CaSiO3，SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O，SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O

c、用途：是制造光导纤维德主要原料；石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等；水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等；石英砂常用作制玻璃和建筑材料。

②硅酸钠：硅酸钠固体俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃，是无色粘稠的液体，常作粘合剂、防腐剂、耐火材料。放置在空气中会变质：Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3。实验室可以用可溶性硅酸盐与盐酸反应制备硅酸：Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓

③硅酸盐：

a、是构成地壳岩石的主要成分，种类多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。其表示方式

活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅?水。如：滑石Mg3(Si4O10)(OH)2可表示为3MgO?4SiO2?H2O

14、铁

①物理性质：银白色光泽，密度大，熔沸点高，延展性，导电导热性较好，能被磁铁吸引。铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，排第四。

②化学性质：

a、与非金属：Fe+S==FeS，3Fe+2O2===Fe3O4，2Fe+3Cl2===2FeCl3

b、与水：3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2

c、与酸(非氧化性酸)：Fe+2H+==Fe2++H2↑

与氧化性酸，如硝酸、浓硫酸，会被氧化成三价铁

d、与盐：如CuCl2、CuSO4等，Fe+Cu2+==Fe2++Cu

Fe2+和Fe3+离子的检验：

①溶液是浅绿色的Fe2+

②与KSCN溶液作用不显红色，再滴氯水则变红

③加NaOH溶液现象：白色 灰绿色 红褐色

④与无色KSCN溶液作用显红色

Fe3+

⑤溶液显**或棕**

⑥加入NaOH溶液产生红褐色沉淀

15、硅及其化合物

Ⅰ、硅

硅是一种亲氧元素，自然界中总是与氧结合，以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。硅有晶体和无定型两种。晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性，常温下不活泼。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可制成光电池等能源。

Ⅱ、硅的化合物

①二氧化硅

a、物理性质：二氧化硅具有晶体和无定形两种。熔点高，硬度大。

b、化学性质：酸性氧化物，是H2SiO3的酸酐，但不溶于水

SiO2+CaO===CaSiO3，SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O，SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O

c、用途：是制造光导纤维德主要原料；石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等；水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等；石英砂常用作制玻璃和建筑材料。

②硅酸钠：硅酸钠固体俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃，是无色粘稠的液体，常作粘合剂、防腐剂、耐火材料。放置在空气中会变质：Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3。实验室可以用可溶性硅酸盐与盐酸反应制备硅酸：Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓

③硅酸盐：

a、是构成地壳岩石的主要成分，种类多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。其表示方式

活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅?水。如：滑石Mg3(Si4O10)(OH)2可表示为3MgO?4SiO2?H2O

14、铁

①物理性质：银白色光泽，密度大，熔沸点高，延展性，导电导热性较好，能被磁铁吸引。铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，排第四。

②化学性质：

a、与非金属：Fe+S==FeS，3Fe+2O2===Fe3O4，2Fe+3Cl2===2FeCl3

b、与水：3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2

c、与酸(非氧化性酸)：Fe+2H+==Fe2++H2↑

与氧化性酸，如硝酸、浓硫酸，会被氧化成三价铁

d、与盐：如CuCl2、CuSO4等，Fe+Cu2+==Fe2++Cu

Fe2+和Fe3+离子的检验：

①溶液是浅绿色的Fe2+

②与KSCN溶液作用不显红色，再滴氯水则变红

③加NaOH溶液现象：白色 灰绿色 红褐色

④与无色KSCN溶液作用显红色

Fe3+

⑤溶液显**或棕**

⑥加入NaOH溶液产生红褐色沉淀

15、硅及其化合物

Ⅰ、硅

硅是一种亲氧元素，自然界中总是与氧结合，以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。硅有晶体和无定型两种。晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性，常温下不活泼。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可制成光电池等能源。

Ⅱ、硅的化合物

①二氧化硅

a、物理性质：二氧化硅具有晶体和无定形两种。熔点高，硬度大。

b、化学性质：酸性氧化物，是H2SiO3的酸酐，但不溶于水

SiO2+CaO===CaSiO3，SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O，SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O

c、用途：是制造光导纤维德主要原料；石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等；水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等；石英砂常用作制玻璃和建筑材料。

②硅酸钠：硅酸钠固体俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃，是无色粘稠的液体，常作粘合剂、防腐剂、耐火材料。放置在空气中会变质：Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3。实验室可以用可溶性硅酸盐与盐酸反应制备硅酸：Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓

③硅酸盐：

a、是构成地壳岩石的主要成分，种类多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。其表示方式

活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅?水。如：滑石Mg3(Si4O10)(OH)2可表示为3MgO?4SiO2?H2O

8、钠的原子结构及性质

结构∶钠原子最外层只有一个电子，化学反应中易失去电子而表现出强还原性

物理∶性质质软，银白色，有金属光泽的，有良好导电导热性，密度比水小，比煤油大，熔点较低

化学性质∶与非金属单质 钠在常温下切开后表面变暗：4Na+O2==2Na2O(灰白色)

钠在氯气中燃烧，**火焰，白烟：2Na+Cl2===2NaCl

化合物与水反应，现象：浮，游，声，球，红2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

与酸反应，现象与水反应相似，更剧烈，钠先与酸反应，再与水反应

与盐溶液反应：钠先与水反应，生成NaOH和H2，再考虑NaOH与溶液中的盐反应。如：钠投入CuSO4溶液中，有气体放出，生成蓝色沉淀。

2Na+2H2O+CuSO4==Cu(OH)2+Na2SO4+H2↑

存在∶自然界中只能以化合态存在

保存∶煤油，使之隔绝空气和水

用途∶制备钠的化合物，作强还原剂，作电光源

9、钠的氧化物比较

氧化钠 过氧化钠

化学式∶Na2O Na2O2

氧元素的化合价∶—2 —1

色、态∶白色，固态 淡**，固态

与水反应方程式 Na2O+H2O==2NaOH 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑

与二氧化碳反应方程式Na2O+CO2==Na2CO3 2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2

氧化性、漂白性∶无 有

用途∶制备NaOH 供氧剂，氧化剂，漂白剂等

10、碳酸钠和碳酸氢钠的比校Na2CO3 NaHCO3

俗名∶纯碱，苏打，面碱 小苏打

色、态∶白色，固态，粉末 白色，固态，晶体

水溶性 ＞ 碱性 碱性(同浓度时，碳酸钠碱性比碳酸氢钠碱性强，pH值大)

热稳定性∶不易分解2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑

与盐酸反应 Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑

与氢氧化钠溶液 不反应 NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O

与澄清石灰水 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O+NaOH

与二氧化碳 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 不反应

与氯化钙溶液 Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl 不反应

用途∶重要化工原料，可制玻璃，造纸等 治疗胃酸过多，制作发酵粉等

11、金属的通性：导电、导热性，具有金属光泽，延展性，一般情况下除Hg外都是固态

12、金属冶炼的一般原理：

①热分解法：适用于不活泼金属，如Hg、Ag

②热还原法：适用于较活泼金属，如Fe、Sn、Pb等

③电解法：适用于活泼金属，如K、Na、Al等(K、Ca、Na、Mg都是电解氯化物，Al是电解Al2O3)

13、铝及其化合物

Ⅰ、铝

①物理性质：银白色，较软的固体，导电、导热，延展性

②化学性质：Al—3e-==Al3+

a、与非金属：4Al+3O2==2Al2O3，2Al+3S==Al2S3，2Al+3Cl2==2AlCl3

b、与酸：2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑，2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑

常温常压下，铝遇浓硫酸或浓硝酸会发生钝化，所以可用铝制容器盛装浓硫酸或浓硝酸

c、与强碱∶2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2(偏铝酸钠)+3H2↑ (2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑)

大多数金属不与碱反应，但铝却可以

d、铝热反应：2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3，铝具有较强的还原性，可以还原一些金属氧化物

Ⅱ、铝的化合物

①Al2O3(典型的氧化物)

a、与酸：Al2O3+6H+==2Al3++3H2O

b、与碱：Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O

②Al(OH)3(典型的氢氧化物)：白色不溶于水的胶状物质，具有吸附作用

a、实验室制备：AlCl3+3NH3?H2O==Al(OH)3↓+3NH4Cl，Al3++3NH3?H2O==Al(OH)3↓+3NH4+

b、与酸、碱反应：与酸 Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O

与碱 Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O

③KAl(SO4)2(硫酸铝钾)

KAl(SO4)2?12H2O，十二水和硫酸铝钾，俗名：明矾

KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-，Al3+会水解：Al3++3H2O Al(OH)3+3H+

因为Al(OH)3具有很强的吸附型，所以明矾可以做净水剂

14、铁

①物理性质：银白色光泽，密度大，熔沸点高，延展性，导电导热性较好，能被磁铁吸引。铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，排第四。

②化学性质：

a、与非金属：Fe+S==FeS，3Fe+2O2===Fe3O4，2Fe+3Cl2===2FeCl3

b、与水：3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2

c、与酸(非氧化性酸)：Fe+2H+==Fe2++H2↑

与氧化性酸，如硝酸、浓硫酸，会被氧化成三价铁

d、与盐：如CuCl2、CuSO4等，Fe+Cu2+==Fe2++Cu

Fe2+和Fe3+离子的检验：

①溶液是浅绿色的Fe2+

②与KSCN溶液作用不显红色，再滴氯水则变红

③加NaOH溶液现象：白色 灰绿色 红褐色

④与无色KSCN溶液作用显红色

Fe3+

⑤溶液显**或棕**

⑥加入NaOH溶液产生红褐色沉淀

化学新手上路，请问可以用于制造半导体的元素都有哪些？

是一种复合结构。锑化铋是一种Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料，是由一层砷化镓锰（GaMnAs，一种铁磁性半导体）和一层锑化铋（BiSb，一种拓扑绝缘体）组成的复合结构，由于是复合结构，因此同样也是一种半导体材料。锑化铋是一种化学物质，分子式BiSb，分子量是330.74。

半导体材料有哪些

多半都是碳族元素半导体材料

半导体材料（semiconductor material）

导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料，其电导率在10（U-3）～10（U-9）欧姆/厘米范围内。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。正是利用半导体材料的这些性质，才制造出功能多样的半导体器件。 半导体材料是半导体工业的基础，它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。半导体材料按化学成分和内部结构，大致可分为以下几类。1.元素半导体有锗、硅、硒、硼、碲、锑等。50年代，锗在半导体中占主导地位，但 锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，到60年代后期逐渐被硅材料取代。用硅制造的半导体器件，耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件。因此，硅已成为应用最多的一种增导体材料，目前的集成电路大多数是用硅材料制造的。2.化合物半导体由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。它的种类很多，重要的有砷化镓、磷化锢、锑化锢、碳化硅、硫化镉及镓砷硅等。其中砷化镓是制造微波器件和集成电的重要材料。碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温和化学稳定性好，在航天技术领域有着广泛的应用。3.无定形半导体材料 用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种。这类材料具有良好的开关和记忆特性和很强的抗辐射能力，主要用来制造阈值开关、记忆开关和固体显示器件。4.有机增导体材料已知的有机半导体材料有几十种，包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到应用 。

特性和参数 半导体材料的导电性对某些微量杂质极敏感。纯度很高的半导体材料称为本征半导体，常温下其电阻率很高，是电的不良导体。在高纯半导体材料中掺入适当杂质后，由于杂质原子提供导电载流子，使材料的电阻率大为降低。这种掺杂半导体常称为杂质半导体。杂质半导体靠导带电子导电的称N型半导体，靠价带空穴导电的称P型半导体。不同类型半导体间接触（构成PN结）或半导体与金属接触时，因电子（或空穴）浓度差而产生扩散，在接触处形成位垒，因而这类接触具有单向导电性。利用PN结的单向导电性，可以制成具有不同功能的半导体器件，如二极管、三极管、晶闸管等。此外，半导体材料的导电性对外界条件（如热、光、电、磁等因素）的变化非常敏感，据此可以制造各种敏感元件，用于信息转换。

半导体材料的特性参数有禁带宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁带宽度由半导体的电子态、原子组态决定，反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用（如光或电场）下内部载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类缺陷。位错密度用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度，对于非晶态半导体材料，则没有这一参数。半导体材料的特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别 ，更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下，其特性的量值差别。

种类 常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。元素半导体是由单一元素制成的半导体材料。主要有硅、锗、硒等，以硅、锗应用最广。化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体。二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族（如砷化镓、磷化镓、磷化铟等）、Ⅱ-Ⅵ族（如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等）、 Ⅳ-Ⅵ族（如硫化铅、硒化铅等） 、Ⅳ-Ⅳ族（如碳化硅）化合物。三元系和多元系化合物半导体主要为三元和多元固溶体，如镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体等。有机化合物半导体有萘、蒽、聚丙烯腈等，还处于研究阶段。此外，还有非晶态和液态半导体材料，这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。

制备 不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。

所有的半导体材料都需要对原料进行提纯，要求的纯度在6个“9”以上 ，最高达11个“9”以上。提纯的方法分两大类，一类是不改变材料的化学组成进行提纯，称为物理提纯；另一类是把元素先变成化合物进行提纯，再将提纯后的化合物还原成元素，称为化学提纯。物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等，使用最多的是区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等，使用最多的是精馏。由于每一种方法都有一定的局限性，因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。

绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。直拉法应用最广，80％的硅单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的，其中硅单晶的最大直径已达300 毫米。在熔体中通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法，用此法已生产出高均匀性硅单晶。在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉法，用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大的单晶。悬浮区熔法的熔体不与容器接触，用此法生长高纯硅单晶。水平区熔法用以生产锗单晶。水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶，而垂直定向结晶法用于制备碲化镉、砷化镓。用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。

在单晶衬底上生长单晶薄膜称为外延。外延的方法有气相、液相、固相、分子束外延等。工业生产使用的主要是化学气相外延，其次是液相外延。金属有机化合物气相外延和分子束外延则用于制备量子阱及超晶格等微结构。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金属等衬底上用不同类型的化学气相沉积、磁控溅射等方法制成。

Al和Ga及N和As分别是同主族的元素，请回答下列问题：（1）砷化镓是一种半导体材料，其化学式为______．（

半导体材料有硅、锗、砷化镓等。

自然界的物质、材料按导电能力大小可分为导体、半导体和绝缘体三大类。在一般情况下，半导体电导率随温度的升高而降低，凡具有上述两种特征的材料都可归入半导体材料的范围，反映半导体内在基本性质的却是各种外界因素如光、热、磁、电等。

作用于半导体而引起的物理效应和现象，这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体，正是这些半导体材料的各种半导体性质赋予各种不同类型半导体器件以不同的功能和特性，半导体的基本化学特征在于原子间存在饱和的共价键。

实际运用：

所有的半导体材料都需要对原料进行提纯，要求的纯度在6个9以上，最高达11个9以上。提纯的方法分两大类，一类是不改变材料的化学组成进行提纯，称为物理提纯。另一类是把元素先变成化合物进行提纯，再将提纯后的化合物还原成元素，称为化学提纯。

物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等，使用最多的是区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等，使用最多的是精馏。由于每一种方法都有一定的局限性，因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。

以上内容参考：百度百科—半导体

最常见的半导体材料

（1）砷元素位于第ⅤA族，所以最低负价是-3价，镓元素元素处于第ⅢA族，最高正价是+3价，根据化合价规则，所以砷化镓的化学式为：GaAs，故答案为：GaAs；

（2）根据基态电子排布规律，As原子的基态电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p3，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p3；

（3）氮化铝晶体与金刚石类似，均是正四面体结构，每个铝原子与4个氮原子相连，是由原子构成的原子晶体，故答案为：4；原子；

（4）氨气是空间三角锥形结构，氮原子以sp3杂化成键，形成空间三角锥形结构，氮原子和氢原子间是共价键，在氨气分子中，存在氢键，所以导致沸点高于同主族的其他氢化物，故答案为：sp3；共价键；氨气分子间有氢键．

材料化学专业学什么 就业方向有哪些

最常见的半导体材料如下：

1、硅（Si）：硅是地球上最常见的元素之一，也是半导体产业的基础。它是一种良好的电绝缘体，可被用于制造集成电路、微处理器、晶体管和太阳能电池等产品。

2、锗（Ge）：锗是一种高迁移率的半导体材料，常用于制造高速晶体管和集成电路。由于锗的稀有性和高成本，它在某些应用中并不常用，但锗在高速电子器件中具有重要地位。

3、砷化镓（GaAs）：砷化镓是一种III-V族化合物半导体材料，具有高迁移率和直接带隙等特性，常用于制造高速和高效激光器以及光电探测器。

4、磷化铟（InP）：磷化铟也是一种III-V族化合物半导体材料，具有高迁移率和良好的热稳定性，常用于制造高速和高效激光器以及光电探测器。

5、碳化硅（SiC）：碳化硅是一种宽禁带半导体材料，具有高迁移率、高热导率和强抗辐射能力等优点，常用于制造高功率和高频率电子器件。

半导体的特点：

1、半导体材料具有半导电性。它们在导电过程中具有特殊的电阻特性，既不是像金属那样完全导电，也不是像绝缘体那样完全不导电。这种半导电性使得半导体在电子器件中具有独特的用途。

2、半导体材料具有光电效应。当光照射在半导体材料上时，材料内部的电子受到激发，产生电子-空穴对，从而形成电流。这一特性使得半导体在光电器件和光伏电池等领域具有广泛应用。

3、半导体材料具有热敏性。半导体材料对温度的变化非常敏感，温度的变化可以引起材料内部载流子浓度的变化，从而影响材料的电阻值。这种热敏性使得半导体在温度传感器和温控器等器件中有重要应用。

4、半导体材料具有化学传感器特性。半导体材料可以与周围环境中的气体、离子等发生化学反应，从而改变材料的电阻值。这种化学传感器特性使得半导体在环境监测、医疗诊断等领域具有广泛的应用。

（3分）高纯的单晶硅是重要的半导体材料。制备高纯硅的化学方程式为：SiCl 4 +2H 2 Si+ 4

材料化学专业就业前景及课程介绍

专业综合介绍

一.材料化学（Material Chemistrty）专业一般是作为材料科学与工程系／学院中的一个专业方向。主要的研究范畴并不是材料的化学性质（尽管从字面上可以这么理解），而是材料在制备、使用过程中涉及到的化学过程、材料性质的测量。比如陶瓷材料在烧结过程中的变化（也就是怎么才能烧出想要的陶瓷）、金属材料在使用过程中的腐蚀现象（怎样防止生锈）、冶金过程中条件的控制对产品的影响（怎么才能炼出优质钢材）等等。材料性质的测量也不同于材料物理专业的方法。材料化学专业所研究的大多跟传统产业有关，属于解决实际问题的理论学科，因此材料化学专业研究的课题没有那么新潮和热门，但是在现实生产中，对优秀的材料化学方面人才的需求是巨大的，例如说冶金行业，在钢铁、有色金属冶炼过程中效率低、产品质量差、生产过程中浪费严重等问题，都需要用材料化学的知识来解决。中国虽然一直以陶瓷闻名世界，但实际世界上精密陶瓷（用于电子材料中，价钱非常昂贵）绝大部分是由日本制造的，就是因为我们在配料、控制烧结条件等环节技术力量太差，而材料化学正是解决这些问题的。所以材料化学专业不仅实用价值高，而且发展空间大。

材料化学专业的基础课程主要涉及物理学、热力学、材料化学、冶金学、电化学等方面知识，特别是无机化学、物理化学。当然，由于专业方向的不同，有些专业也需要很多有机化学、生物化学的知识，像反应中的薄膜技术、胶体技术（在生产中以薄膜和胶体作为反应介质）的应用等等。因此本专业对考生的要求还是比较全面的，希望报考本专业的考生，特别是那些参加“3＋X”考试的考生有所准备。本专业属于理学范畴，但是却不同于纯理学，对动手能力有一定的要求。总体来说，本专业竞争并不是很激烈，比起工程学的热门专业来说难度要小很多。在国内各高校中，清华大学材料科学与工程系在材料化学方面的实力很强，另外，北京科技大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学等水平也很高。

本专业的毕业生出国难度不是很大，不过出国之后从事的也是基础研究，比如测相图（非常繁杂琐碎），处于比热门冷、比冷门热的位置。在材料科学与工程各专业中，材料化学专业的毕业生就业情况还是比较不错的，不过目前能去而专业比较对口的，主要还是国有大中型企业，特别是大型钢铁制造公司，有些“夕阳产业”的味道。考研的选择也不少，除上面提到的高校外，很多工科比较齐全的学校都开设了相关专业，基本上都是在材料科学与工程系／学院下面。总体看来，本专业似乎不是一个非常吸引人的专业，但也有其自身的优势，希望慎重考虑。

材料化学专业代码：071302。

二、专业教育发展状况

材料化学是材料学的一个分支，研究新型材料在制备，生产，应用和废弃过程中的化学性质，研究的范围涵盖整个材料领域，研究包括无机和有机的各类应用材料的化学性能。是根据材料的基本理论和方法对工业生产中与化学有关的问题进行应用基础理论和方法的研究以及实验开发研究的一门科学。相对其它学科来说，是一个既古老又年轻的学科。

在解放后，国家就很重视材料学科的建立。材料化学的研究是从化学工程，机械工程（其中研究金属材料的专业）等专业中与材料的化学行为相关的研究方向当中细分出来的，在五十年代的工业发展时期，很多院校都建立了材料学科，有些地区还专门成立了冶金学院、机械工程学院等。

材料化学作为一个学科专业提出来，和材料物理一样，是在结束以后。从时间上讲，它并不是在材料系在各高校设立以后才产生的，有些高校在化学工程系或者化学系专门设有材料化学方向。改革开放以来，随着国民经济的发展和对应用性人才需求的增加，1987年在国家教委修订的全国理科专业目录中，在化学学科中增设了材料化学、环境化学、食品化学等应用性和边缘交叉学科专业。在教学改革过程中，有80多所大学设有材料化学和化学类专业共16种，专业点120个，年招生量约5000人。

18年，浙江大学首先成立了材料科学与工程系。是我国高校中成立最早，学科门类、培养层次最齐全的材料系之一。目前设有金属材料及热处理、无机非金属材料、材料工程及自动化、材料科学等4个本科专业方向，金属材料及热处理、无机非金属材料、半导体材料等3个博士点（其中半导体材料是国家重点学科）和5个硕士点，以及材料科学与工程博士后流动站。很多学校的材料化学专业经历了一系列的变迁。

清华大学的材料化学专业诞生于材料科学与工程系，1988年，由原属工程物理系的材料科学专业、机械工程系的金属材料专业及化学工程系的无机非金属材料专业组建而成。含材料化学、金属物理、无机非金属材料、复合材料和电子材料等五个学科培养方向。

1990年7月，全国高等学校理科教育座谈会上提出了把多数理科毕业生培养成应用型理科人才的教育方针。1992年3月又颁布了材料化学专业的基本培养规格和教学基本要求，以有利于将多数理科化学毕业生培养成应用性人才，这一重大改革对促进材料化学教育的发展起到了巨大的推动作用。材料化学的研究生教育在改革开放以来也有很大的发展。1981年我国正式颁布了《中华人民共和国学位条例》。当时化学学科中设置了包含材料化学在内的9个硕士研究生专业。另外一些研究生专业，如海洋化学、生物化学、地质化学、环境化学、冶金物化、工业催化等也与材料化学有密切关系。

目前，材料化学学科在各大小理工类院校都有相关的系，比较著名的学校有清华大学的材料科学与工程系、天津大学的材料工程学院、北京科技大学的材料学院、其他如北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、北京理工大学等学校也都在材料、化学、化工等系设有材料化学专业。

国外材料科学的起步比较早，50年代，材料物理和材料化学作为新的研究领域首先在美国从相关的研究方向中产生，主要集中于金属，陶瓷和高分子材料的结构，性能研究。目前，复合材料是国外研究的热点。一些学者认为信息、能源、材料将成为21世纪三大支柱产业，材料产业将逐渐在国民生产当中占据重要地位。

目前，材料化学涉及的领域极为广泛，其品种繁多，形式各异。材料又是基础科学和工程科学融合的产物，随着科学技术的发展，原来各类相对独立的材料，已经相互渗透，相互结合，多学科的交叉是材料科学技术的重要特征。如建筑材料中混凝土外加剂的应用，聚合物混凝土、薄膜材料在玻璃深加工上的应用，有机高分子材料用于水泥砂浆的改性和对陶瓷工艺的改进等等。

　 三、专业就业状况及趋势

材料化学专业使学生通过四年的学习，在材料制备工艺，材料化学性能监测，材料表征分析等领域成为专家。

材料化学专业的学生具有比较强的化学背景，能够在很多领域内找到适合自己的工作。包括电子材料、金属材料、冶金化学、精细化工材料、无机化学材料、有机化学材料以及其它与材料、化学、化工相关的专业。与化工、化学等专业相比，材料化学专业更注重研究新材料的开发和应用。因此具有更实用化的知识。在目前材料产业尚未大规模形成之前，材料化学专业的人才仍旧能够在与化工，金属等相关的行业参与竞争，而且占有一定的优势。

建国50年来，我国各种新材料逐步实现了自给自足，很多新型节能，环保的材料也被自行研制出来。所以我国材料行业还是形成了一定的规模，但是由于“材料”这个概念是相对比较抽象的，在具体行业中，材料的生产和化学性能研究，往往也归入了那个行业领域当中，而不被划归材料化学的领域。这样，使得即使到了目前，材料化学的研究课题很多与其它学科产生了交叉、重复。这样，使得材料化学的毕业生就业领域变得比较宽，在一大批与材料生产相关的企业，都能够有材料化学专业人才身影。

目前材料化学毕业生的主要就业领域——我国的化工行业就业人数在全国居第一位。国有程度在国内几大行业中也列前5位。在全国分布的特点是越往内陆地区，重型化工企业分布越多，其产品附加值越低，越靠近沿海，轻型化工企业，技术密集型化工企业分布越多。随着人们环境意识的增强，越来越多的传统重污染，高消耗的材料逐渐被淘汰，而沿海地区的化工企业正迫不及待地在改进生产工艺，建设新的环保材料生产线。这正需要大量具有材料化学专业知识的高级人才。另外材料化学专业的其它就业领域还有金属材料集团如宝钢，武钢的技术研究所，从事金属材料化学行为的研究工作。

由于传统的化学化工材料产品在其生产过程当中会引入巨大的污染，我国目前已经被国际环保组织定位污染严重的国家。从70—80年代以来，人们开始致力于研究降低化工产品在整个生产、使用、废弃过程中的环境负荷，一大批新的材料被研制出来，中国工程院李东英院士长期以来致力于稀土材料化学行为的研究，带动了整个稀土材料行业的发展，使得稀土应用于汽车尾气净化，稀土钢，稀土玻璃等。我国稀土材料的开发与应用目前处于世界前列。

另外，在一些边沿学科诸如环境、药物、生物技术、纺织、食品、林产、军事和海洋等领域，材料化学专业的人才也有用武之地。他们拥有扎实的化学基础，大大加强了他们在这些领域的竞争力。目前，由于新旧材料（化学）企业的效益存在很大的差别，使得材料化学专业的毕业学生在收入方面有很大的不同，在新兴的材料产业当中，工作环境好，薪水相对较高，这些毕业生充分发挥了作用，逐渐成长为技术核心。

21世纪，随着材料技术的不断深入，必须从各个行业当中分离出来，成为一个大的产业，这才有利于国民生产的高效进行。面对不断发展材料生产技术，和不断壮大起来的材料产业，材料化学专业的学生将发现在社会上找到自己的位置会越来越容易。我国西部大开发过程，为材料产业的发展提供了契机，开发过程中的原料需求，将促进材料生产部门的发展。

但是材料化学专业的人才应该保持一个清醒的头脑，在本科学习期间除了学好专业知识，还应注意关心材料产业的最新进展情况，在学习的过程中逐渐确立自己在材料化学专业的哪一个领域中工作，目标明确之后，就应该在专业课的基础之上作一些必要的补充。如果只学习了那些普遍性的一般知识，而不具备某个具体材料化学领域的素质，将为就业带来极大的难度。

四、专业院校分布（部分）

西北大学　河北大学　山西大学　青岛科技大学　重庆大学　中国地质大学　华侨大学　中国科学技术大学　辽宁石油化工大学　南京理工学院　北京大学　吉林大学　复旦大学　南京大学　厦门大学　中山大学　四川大学　兰州大学　南开大学　武汉理工大学　浙江大学　沈阳化工学院　天津大学　中国民用航空学院　天津城市建设学院　鞍山科技大学　上海电力学院　淮海工学院　安徽师范大学　济南大学　聊城大学　贵州大学

我是一名即将毕业的学材料化学的男生，我也查过很多相关这方面的信息！

我觉得这个专业是学得泛而不精，外人看来很高深，实际工作应用不大。本科毕业找工作不难，但是高薪难求，发达不大可能！很多学校这个专业的学生都选择考研！

下面三条路线是较好的发展方向：

1.技术型路线

成长路线：技术员工程师总工程师（或创业）

目前国内化工研发人才力量相对薄弱.研发人员要长年呆在实验室里和仪器打交道,工作枯燥而单调；而有些产品的研发环境也不好,像香精、涂料等,容易引起一些职业病,因此很少有人愿意做,原有的人才也容易流失.另外,大多数化工企业都位于城市边缘,工作和生活环境相对单调,在施工阶段则可以用艰苦来形容.这样一来,就形成了错位：企业急需研发人员,但自愿从事或够资格从事者却不多.因此,化工专业的毕业生如果想在本行业内发展,毕业时找份工作基本上没有困难.

化工行业是个讲究资历与积累的行业,在这里很少能有人遇到什么“一飞冲天”的特别机遇.毕业生初入行做技术类工作,薪水一般不会超过1500元/月.在这里,需要的是踏踏实实、一步一步积累技术资本和经验,然后到了一定程度后,才能获得比较好的待遇和地位.工程与工艺工作,例如配管设计一般需要一个相当长的时间（五年左右,如果想独立设计高规格产品,大学生最少需要积累8年的“学徒”+设计师经验）来让自己的理论和实践得以充分结合后,才能有谋取个人职业发展的基础.所以对于目前刚毕业的我们而言,必须说服自己在寂寞和微薄的薪水中提升自己.另一类化工企业招聘比较多的岗位就是品质管理,但由于技术含量不高,工作容易上手,所以对工作经验和技术底蕴的需求就没有那么高,但其待遇随着工作经验的增加而增加的幅度也相对比较小.

技术与经验是化工工程师们的资本,基本上可以替代金融资本进行创业,这也是工作最开始几年的寂寞和低收入换来的回报.

2.销售型路线

成长路线：业务员销售主管区域经理销售总监

和纺织、服装等外贸人才一样,化工行业人才也有着特殊的要求.化工原材料的辨别必须建立在扎实的专业基础之上,否则无法向客户解释产品的优劣.因此,化工贸易人才基本都需要是化工专业科班出身,同时熟知外贸规则和单证业务,还要具备贸易人耐心细致、语言表达力强、开朗乐观、能吃苦耐劳等素质.

因为,销售岗位不需要太多的经验,所以大学毕业生走进化工行业招聘专场,会发现大部分企业都在招聘销售人员,而且一般都接受应届毕业生的简历.在化工行业做销售,工作的前两年是收入和职业发展的关键期.因为,销售过程中最重要的渠道（人脉）和技巧在两年内基本定型.

3.复合型路线

成长路线:物流从业人员物流主管化工企业物流主管化工企业物流总监

化工类专业毕业生要成为企业青睐的复合型人才,最关键的在于如何取得化工技术以外的教育背景和从业经历.

除了传统的化工生产、工艺、研发、质量检验等化工专业性人才外,物流、法律、环保、项目管理等“边缘性”人才的招聘比例大大提高,有时甚至超过了化工专业人才的招聘量.这些人才要求懂一些化工知识,但更要求对本专业精通.

通过跨专业考研究生,是取得相关专业教育背景和专业知识的主要途径.例如,化工专业本科生报考物流专业研究生.另外,现在很多大学都实行双学位制度,拿个物流专业的学位也是个选项.

另外一条途径,就是在校期间通过参加权威的认证考试,来取得毕业时进入相关行业的“通行证”,例如项目管理、物流经理等方面的认证.

最后,有目的地选择实习单位.例如,在你的职业规划里,是想成为一名化工+物流复合型人才,那在选择实习单位和岗位时,就可以争取一些物流方面的实习机会、用人单位,尤其是化工企业在招聘物流职员时,你比物流专业的毕业生更有吸引力.

通过比较,我个人认为从以上三个方面结合自身的实际条件来考虑自己的就业方向是很有必要的,也是切实可行的.