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1、三 半导体及其应用 半导体的电阻率随温度的降低而增大 半导体材料 锗 硅 砷化镓 锑化铟等 电阻率 导体 绝缘体 半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间 且半导体的导电性能受外界条件影响很大 除了温度外 用光照射半导体 在半导体中掺入微量的其他物质 都会使半导体的导电性能发生显著的变化 10 8 10 6 m 108 1018 m 10 5 106 m 半导体 半导体材料的电阻率随温度升高而减小 称为半导体的热敏特性 半导体材料的电阻率随光照而减少 称为半导体的光敏特性 半导体材料中掺入微量杂质也会使它的电阻率急剧降低 称为半导体的掺杂特性 GodSon 龙芯 狗剩 四 超导体及其应用 在20世
2、纪初 金属导电理论认为 金属电阻随温度降低而减小 同电子运动随温度的变化规律一致 按这种理论 温度降到绝对零度时电子将 凝聚 在原子上 电阻为极大 金属会成为绝缘体 1908年 荷兰莱顿大学的卡茂林 昂尼斯首次实现氮的液化 获得了4 2K 268 8 的低温 为研究低温条件下物质导电创造了条件 他发现几种金属导体 铅 铝 的电阻率随温度降低而减小 直至冷却到液态空气温度80K时仍维持不变 1911年 卡茂林 昂尼斯发现 将汞冷却到 268 98 时 汞的电阻突然消失 后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性 1913年 卡茂林 昂尼斯在诺贝尔领奖演说中指出 低温下金
3、属电阻的消失 不是逐渐的 而是突然的 水银在4 2K进入了一种新状态 由于它的特殊导电性能 可以称为超导态 这一发现引起了世界范围内的震动 在他之后 人们开始把处于超导状态的导体称为超导体 超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失 被称作零电阻效应 导体没有了电阻 电流流经超导体时就不发生热损耗 电流可以毫无阻力地在导线中流动 这样就能以极小的功率在线圈中通过巨大的电流 从而产生高达几特以至几十特的超强磁场 这是人们长期以来梦寐以求的 有些物质当温度降低到绝对零度附近时 它们的电阻率会突然减小到零 这种现象叫做超导现象 能够发生超导现象的物质称为超导体 材料由正常状态转变化超导状态的温度 叫做超导材料的转变温度TC 高温超导体 氧化物超导体 超导体的两个基本性质 1 零电阻性 远距离输电 超导电磁铁和超导电机 计算机 2 抗磁性 磁悬浮列车
