「半导体」是一种什么样的物质？有什么样的特点？ 第1页

我们都听说过导体和绝缘体，知道导体很容易导电，而绝缘体不容易导电。所以就有一种说法是，半导体就是介于导体和绝缘体之间，既像导体那样可以导电，也有些像绝缘体那样不太好导电。但是实际上，这样的想法有些过于简单（By Prof. Chris Mack from UT Austin，详见本文最后的视频）。

半导体的定义，绝不是简单地因为它的导电性介于导体和绝缘体之间。比如石墨烯，其导电率与金属相当，甚至比金属的电阻率还要更小，但是仍然被认为是一种零能隙的半导体。这又是为何呢？原来，对于半导体来说更重要的是：其导电率极其容易在极大的范围内进行调整，通过但不限于以下的方法：

温度、光照、掺杂、电场……

导体和半导体导电率随温度的变化方式，是完全相反的。

对于正常的导体来说，当温度升高时，电阻率是应该升高的，这是因为给更多的晶格振动给电子的定向移动带来了更多的阻力；而对于半导体来说，当温度升高时，会有更多的电子从价带被激发到导带，从而使得更容易导电，电阻率下降。比如我们可以看到，金属的电阻温度系数都是正值，常见的半导体Si和Ge都是负数。而石墨烯也是负数，所以也更接近于半导体。

此外，半导体的电阻率还会与光照、掺杂以及电场有关，很容易进行全局或者局部的调控，而且调整的程度可达6个数量级之多！这也是为何半导体被广泛用于器件制造，这也是为何半导体被广泛用于集成电路，这也是为何半导体对于芯片来说如此重要。更多的关于半导体的知识，欢迎阅读这本《半导体物理与器件》，哪怕你在海外也可以在京东上购买：虽然运费有点贵，不过还是比在海外买书要便宜多了。不过最好自己不时查阅状态，以免京东客服将你的地址上传错误（我就发生了，书的状态显示地址错误无法送达，最后我自己在UPS网站上修改的）。我正在学习该书中。