阐述半导体砷化镓的晶体结构

阐述半导体砷化镓的晶体结构

砷化镓（Gallium Arsenide，简称GaAs）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用领域，如光电子、微波电子、太阳能电池等。了解砷化镓的晶体结构对于理解其性质和应用具有重要意义。

砷化镓晶体结构属于菱面晶系，空间群为Fd3m。它由镓原子（Ga）和砷原子（As）交替排列构成的晶格。在晶格中，每个镓原子周围分别有四个砷原子，而每个砷原子周围也有四个镓原子。这种交替排列的结构使得砷化镓具有特殊的电子结构和优异的电学性能。

砷化镓的晶体结构可以用晶格常数和晶胞参数来描述。晶格常数是指晶胞中原子排列的间距，而晶胞参数则是指晶胞的大小和形状。对于砷化镓来说，其晶格常数为 5.653 Å，晶胞参数为a=b=c=5.653 Å，α=β=γ=90°。这说明砷化镓的晶体结构是立方晶系的，晶胞形状是正方体。

砷化镓的晶体结构对其电学性能产生了重要影响。由于砷化镓的晶体结构中存在着不同的原子排列方式，因此它具有多种晶体结构，如立方相、六方相等。不同的晶体结构决定了砷化镓的能带结构和晶格常数等物理性质的差异。例如，立方相的砷化镓具有较小的晶格常数和较大的能带间隙，适用于高频器件的制备；而六方相的砷化镓具有较大的晶格常数和较小的能带间隙，适用于光电器件的制备。

砷化镓的晶体结构还决定了其热稳定性和机械性能。砷化镓具有较高的熔点和较大的热导率，能够在高温环境下保持稳定性。同时，砷化镓的晶格结构紧密，具有较高的硬度和强度，可以抵抗外力的作用。

砷化镓的晶体结构是由镓原子和砷原子交替排列构成的立方晶系结构。这种特殊的晶体结构赋予了砷化镓优异的电学性能、热稳定性和机械性能。了解砷化镓的晶体结构有助于深入理解其性质和应用，为其在光电子、微波电子等领域的应用提供科学依据和技术支持。

砷化镓太阳能电池研究报告 材五第三组

砷化镓太阳能电池研究报告 摘要：美国的阿尔塔设备公司使用外延层剥离技术，用砷化镓制造出了最高转化效率达28.4%的薄膜太阳能电池。这种电池不仅打破了此前的转化效率，其成本也低于其他太阳能电池。该太阳能电池效率提升的关键并非是让其吸收更多光子而是让其释放出更多光子，未来用砷化镓制造的太阳能电池有望突破能效转化记录的极限。目前效率最高的商用太阳能电池由单晶硅圆制造，最高转化效率为23%。砷化镓虽然比硅贵，但其收集光子的效率更高。就性价比而言，砷化镓是制造太阳能电池的理想材料。 1.砷化镓结构及光电性能 砷化镓属于Ⅲ－Ⅴ族化合物，是一种重要的半导体材料，化学式GaAs，分子量144.63，属闪锌矿型晶格结构，晶格常数5.65×10-10m，熔点1237℃。在300 K 时，砷化镓材料禁带宽度为1.42 eV，如图1。 图1砷化镓能带结构简图 砷化镓在自然条件下的结晶态通常具有两种晶体结构：闪锌矿结构或正斜方晶结构。其中．正斜方晶结构的GaAs只能在高压下获得，闪锌矿结构是室温下GaAs 的最稳定构型。闪锌矿的晶体构如图2所示。

图2 砷化镓晶体闪锌矿结构 闪锌矿的GaAs晶体结构属立方晶系F43m空间群，晶格常数a=O 56535nm．配位数Z=4。如图2所示的GaAs结构是立方面心格子，Ga2+位于立方面心的结点位置．As交错地分布于立方体内的l／8小立方体的中心，每个Ga2+周围有4个As与之成键．同样，每个As2-。周围有4个Ga2+，阴阳离子的配位数都是4。如果将As2-看成是作立方紧密堆积，则Ga2+充填于l／2的四面体空隙。而正斜方晶结构在高压下才能获得，在温度为300K时，随着压强的增加，GaAs发生从闪锌矿结构GaAs 到正斜方晶GaAs．II的相变。 图3砷化镓能带结构图

阐述半导体砷化镓的晶体结构

阐述半导体砷化镓的晶体结构 砷化镓（Gallium Arsenide，简称GaAs）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用领域，如光电子、微波电子、太阳能电池等。了解砷化镓的晶体结构对于理解其性质和应用具有重要意义。 砷化镓晶体结构属于菱面晶系，空间群为Fd3m。它由镓原子（Ga）和砷原子（As）交替排列构成的晶格。在晶格中，每个镓原子周围分别有四个砷原子，而每个砷原子周围也有四个镓原子。这种交替排列的结构使得砷化镓具有特殊的电子结构和优异的电学性能。 砷化镓的晶体结构可以用晶格常数和晶胞参数来描述。晶格常数是指晶胞中原子排列的间距，而晶胞参数则是指晶胞的大小和形状。对于砷化镓来说，其晶格常数为 5.653 Å，晶胞参数为a=b=c=5.653 Å，α=β=γ=90°。这说明砷化镓的晶体结构是立方晶系的，晶胞形状是正方体。 砷化镓的晶体结构对其电学性能产生了重要影响。由于砷化镓的晶体结构中存在着不同的原子排列方式，因此它具有多种晶体结构，如立方相、六方相等。不同的晶体结构决定了砷化镓的能带结构和晶格常数等物理性质的差异。例如，立方相的砷化镓具有较小的晶格常数和较大的能带间隙，适用于高频器件的制备；而六方相的砷化镓具有较大的晶格常数和较小的能带间隙，适用于光电器件的制备。

砷化镓的晶体结构还决定了其热稳定性和机械性能。砷化镓具有较高的熔点和较大的热导率，能够在高温环境下保持稳定性。同时，砷化镓的晶格结构紧密，具有较高的硬度和强度，可以抵抗外力的作用。 砷化镓的晶体结构是由镓原子和砷原子交替排列构成的立方晶系结构。这种特殊的晶体结构赋予了砷化镓优异的电学性能、热稳定性和机械性能。了解砷化镓的晶体结构有助于深入理解其性质和应用，为其在光电子、微波电子等领域的应用提供科学依据和技术支持。

砷化镓晶体定向及籽晶加工

砷化镓晶体定向、籽晶加工和安装技术一个理想的籽晶，应是同一材料的无缺陷或很少缺陷的有一定取向单晶制成。籽晶可以是圆柱，也可是方形。直径不宜太粗。籽晶必须具有确定的晶向，生长的砷化镓晶体一般有<11l>、<100>、<21l>、<511>等晶向。籽晶加工分同类晶向的籽晶加工和不同类晶向的籽晶加工。为了得到晶向精度较高的籽晶，必须对加工籽晶的晶体进行定向。以下介绍几种定向方法。 1 解理法定向 晶体的解理，就是当晶体受到定向机械应力的作用时，可以平行一个或几个平整的面分裂开的性质。这些分裂的平整平面称为解理面。晶体的解理面形成机理分为三类：(1)晶体在各方向上键结合的方式是否有很大差异，键合较微弱的晶面必然是解理面。(2)如果晶体中各个方向上键合的方式相同，相邻晶面间键密度的大小，键密度小的必然是解理面。(3)对于带有离子键的晶体，晶面间的作用，键密度的大小不是唯一的因素，而还应考虑相邻晶面间的静电作用。 在砷化镓晶体中，(111)晶面(又称为A面)全部是由Ⅲ族镓原子组成，(-1-1-1)晶面(又称B面)全部由V族砷原子组成，而(111)面与(-1-1-1)面在晶体中是交替排列的。砷化镓晶体中的镓原子和砷原子都处于极化状态，即镓原子带负电，砷原子带正电。因此在(111)晶面与(-1-1-1)晶面之间存在静电引力作用，外来的机械作用力不易把它们分裂开。而在每个(110)晶面间上都有相同数目的镓原子和砷原子，所以(110)晶面间不存在静电引力。同时因(110)晶面间单位面积上作用的键数仅比(111)晶面多，而比其它晶面都少，所以(110)晶面在外来机械作用力的作用下极易分裂开，成为极完整的解理面。 单晶体有一种独特的性质各向异性，在晶体生长也表现出这种性质，一般晶体生长时，都优先在原子排列最密集的晶面上生长的倾向。对砷化镓晶体，原子排列最密集的晶面是（111)晶面。镓、砷原子在（111)面上按六角密堆进行排列。晶体生长时，在原子稠密的平面上进行横向扩展，要比垂直此平面产生新的核而生长要迅速。砷化镓晶体属极性晶体，因此极性也影响着砷化镓单晶的生长。埃利斯(E11is)实验证明，直拉砷化镓单晶时，生长速度最慢的面是砷面[(-1-1-1)晶面]，而镓面[(111)晶面]的生长速度较砷面快。 解理插针法定向能可靠地对砷化锿单晶的(100)、(111)和(110)晶面进行定向。此法所用设备简单。定向时间短，但定向偏离度在3～5°。此法不适合籽晶加工定向，也不适合工厂生产。解理法测角定向较为广泛使用．可以获得准确的晶体取向和晶体取向的偏移数值。 2 图像法定向

砷化镓中砷原子周围距离最近的砷原子个数

砷化镓中砷原子周围距离最近的砷原子个数 引言 砷化镓（GaAs）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用领域，如光电子器件、太阳能电池等。了解砷化镓中砷原子周围距离最近的砷原子个数对于理解其物理性质和应用具有重要意义。本文将详细介绍砷化镓晶体结构、砷原子在晶格中的排列方式以及计算周围最近邻砷原子个数的方法。 砷化镓晶体结构 砷化镓晶体属于立方晶系，常见的结构类型为锌切伦特结构（Zincblende Structure）。该结构由两种元素组成：镓（Ga）和砷（As）。在锌切伦特结构中，每个镓原子与四个相邻的砷原子形成四面体结构，而每个砷原子也与四个相邻的镓原子形成类似的四面体结构。这种排列方式使得晶格具有高度对称性。 确定周围最近邻砷原子个数的方法 要计算砷化镓中砷原子周围距离最近的砷原子个数，可以使用密度泛函理论（DFT）和第一性原理计算方法。下面将详细介绍这两种方法。 密度泛函理论（DFT） 密度泛函理论是一种基于量子力学的计算方法，用于描述材料的电子结构和物理性质。在计算砷化镓中砷原子周围最近邻砷原子个数时，可以通过计算电荷密度分布来确定。 首先，使用量子力学计算软件，如VASP、Quantum ESPRESSO等，构建砷化镓晶体 的模型。然后，在该模型上进行DFT计算，得到晶体中每个原子的电荷密度分布图像。 接下来，通过分析电荷密度分布图像，可以确定每个砷原子周围最近邻砷原子的位置。在锌切伦特结构中，每个砷原子与四个相邻的镓原子形成四面体结构。因此，在确定了一个砷原子周围最近邻镓原子的位置后，可以通过找到与该镓原子相邻且距离最近的其他三个镓原子来确定该砷原子周围最近邻的砷原子个数。

砷化镓晶胞结构分析

砷化镓晶胞结构分析 砷化镓（GaAs）是一种常见的半导体材料，具有重要的应用价值。为 了深入了解其晶胞结构，我们需要对其晶体结构进行分析。 砷化镓晶胞结构属于立方晶系，空间群为F-43m，也称为面心立方晶 体结构。砷化镓晶体由镓原子（Ga）和砷原子（As）组成，其中镓原子位 于晶格的面心位置，砷原子则分别位于面心和体心位置。砷原子位于面心 和体心的位置是为了保持晶体的电中性。 借助X射线衍射技术，我们可以进一步研究砷化镓晶体的晶胞结构。 通过X射线衍射，我们可以得到晶体的衍射图谱，进而确定晶格常数和晶 胞结构。 在进行X射线衍射实验时，我们可以选择合适的X射线波长和角度范围，并使用旋转台调节晶体的角度。通过在不同角度下观察衍射图谱的强 度和位置变化，我们可以确定晶胞的对称性和晶格常数。 对于砷化镓晶体，衍射图谱中会出现一系列的衍射峰，每个衍射峰对 应晶胞的不同平面。根据这些衍射峰的位置和强度，我们可以确定晶胞的 对称性和晶格常数。 砷化镓晶体的晶格常数通常按照立方晶系的三个晶轴长表示，记作a。通过对衍射图谱中不同衍射峰的分析，我们可以使用布拉格方程确定晶格 常数。 布拉格方程是描述X射线衍射的重要方程，它表达了入射光的波长、 衍射角和晶格常数之间的关系。布拉格方程可以表示为： nλ = 2dsinθ

其中，n是一个整数，代表衍射级数；λ是入射光的波长；d是晶面的间距；θ是衍射角。 通过测量不同衍射峰的衍射角和已知的入射光波长，我们可以计算出晶胞的晶格常数。 分析砷化镓晶胞结构的方法还包括透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）。透射电子显微镜可以提供更高分辨率的结构信息，可以直接观察晶胞的形态和原子排列。扫描电子显微镜则可以提供更高的表面分辨率，可以观察晶体的表面形貌和表面的结构特征。 通过这些分析方法，我们可以了解砷化镓晶体的晶格结构、原子排列以及晶胞的对称性。这对深入理解砷化镓的性质和开发相关应用具有重要意义。

gaas gap晶格常数 -回复

gaas gap晶格常数-回复 GaAs晶格常数（lattice constant）是指GaAs晶体中两个相邻原子之间的距离。GaAs是一种半导体材料，由镓（Ga）和砷（As）元素组成。它具有重要的电子和光学性质，在半导体器件和光电子学领域有广泛应用。本文将介绍GaAs的晶体结构、晶格常数的定义和计算方法，以及影响GaAs晶格常数的因素。 首先，我们将介绍GaAs的晶体结构。GaAs晶体属于锌刚石（Zinc-blende）结构，是一种六方晶系的晶体结构。它由两种不同的原子组成，即镓和砷。在GaAs晶体中，每个镓原子都与四个砷原子形成共价键。同时，每个砷原子也与四个镓原子形成共价键。这种结构使得GaAs晶体具有高度有序的排列，从而具备了半导体的特性。 接下来，我们来定义GaAs的晶格常数。晶格常数通常用a表示，表示的是两个相邻原子之间的距离。由于GaAs晶体是立方晶系，所以它的晶格常数a表示晶体中的立方晶胞的边长。晶体中的每个原子都位于一个晶胞的角落或中心位置。对于GaAs晶体，晶格常数一般是以埃（Angstrom）为单位表示，即1埃=10^{-10}米。 计算GaAs晶格常数的方法有多种。一种常用的方法是通过X射线衍射实验测定晶体中的衍射峰位置，然后利用布拉格方程计算晶格常数。布拉格方程表示为：

nλ= 2d sinθ 其中，n为衍射阶次（通常取1），λ为X射线的波长，d为晶格常数，θ为衍射角。通过测量衍射峰的位置和已知的X射线波长，可以反推出晶格常数。 另一种计算晶格常数的方法是通过理论模拟。由于GaAs晶体的结构相对简单，可以利用计算机程序进行模拟，通过优化方法寻找最稳定的晶体结构。在模拟过程中，可以得到晶胞的尺寸和原子位置信息，从而计算出晶格常数。 影响GaAs晶格常数的因素有多个。首先，GaAs晶格常数受温度的影响。温度升高会导致晶格常数增大，原子之间的距离相应增加。其次，GaAs 晶格常数还会受到晶体的应力影响。应力可以通过外力、热膨胀或异质结等因素产生，进而改变晶胞尺寸和晶格常数。此外，杂质的存在也会对GaAs晶格常数产生影响。不同的杂质离子会影响晶格的堆积方式，从而改变晶体结构和晶格常数。 总之，GaAs晶格常数是指GaAs晶体中两个相邻原子之间的距离，它是衡量晶体结构紧密程度的一个重要参数。通过X射线衍射实验和理论模拟

gaas 晶体构型

gaas 晶体构型 GaAs晶体构型 GaAs晶体是一种III-V族半导体材料，由镓（Ga）和砷（As）元素组成。它具有特殊的晶体构型，对于研究和应用其物理性质和电子特性具有重要意义。 GaAs晶体属于菱面晶系，晶胞结构为六方最密堆积结构。它的晶格参数为a=5.65325Å，c=5.65325Å，角度为α=β=90°，γ=120°。晶格常数较小，原子间距离较近，因此GaAs晶体具有较高的密度和较高的原子配位数。 在GaAs晶体中，镓原子和砷原子分别占据菱面晶胞的两种不同位置，形成了充满整个晶体的晶格结构。每个菱面晶胞中含有8个原子，其中4个镓原子位于顶点位置，4个砷原子位于中心位置。镓原子和砷原子之间通过共价键相连，形成了稳定的晶体结构。 由于GaAs晶体的晶格结构特殊，使得其具有许多特殊的物理性质和电子特性。首先，GaAs晶体具有直接带隙，能带间隙为1.43eV，这使得它在光电子器件中具有广泛的应用，如太阳能电池、激光器等。其次，GaAs晶体具有高的迁移率和较小的有效质量，这使得它在高频和高速电子器件中具有良好的性能。此外，GaAs晶体还具有较高的抗辐射性能和较好的稳定性，适合用于航空航天等特殊环境中。GaAs晶体的构型对其物理性质和电子特性有重要影响。通过对其构

型的研究，可以更好地理解和控制其性能，并在实际应用中发挥其优势。例如，通过改变晶体的生长条件和掺杂材料，可以调控GaAs 晶体的能带结构和电子能级，实现对其光电性能的改善和优化。GaAs晶体的构型是其物理性质和电子特性的基础，对于研究和应用该材料具有重要意义。通过对其晶格结构和原子排列的研究，可以更好地理解和控制GaAs晶体的性能，进一步推动其在光电子器件、高频电子器件等领域的应用。

gaas 晶体构型

gaas 晶体构型 GaAs（化学式为GaAs）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。它的晶体构型是面心立方（FCC）结构。在该结构中，Ga原子和As原子分别占据FCC晶格的两种不同位置。 面心立方结构是一种常见的晶体结构，指的是晶体中原子或分子排列成面心立方的形式。在GaAs晶体中，Ga原子和As原子分别位于面心和立方心的位置。这种排列方式使得GaAs晶体具有一些特殊的性质和应用。 由于GaAs晶体的构型是面心立方结构，这使得它具有良好的晶体质量和结构稳定性。这对于半导体器件的制备和性能提升非常重要。GaAs晶体的面心立方结构使得其晶格常数较小，原子间距较短，从而提高了电子和空穴的迁移率，增强了电子和空穴的束缚能力，有利于半导体器件的高速运算和高频应用。 GaAs晶体的面心立方结构使得其具有优异的光电性能。GaAs晶体具有较大的能带间隙，使得它能够吸收和发射可见光。这使得GaAs晶体在光电子器件中有着广泛的应用，如太阳能电池、光电二极管和激光器等。此外，GaAs晶体具有较高的载流子迁移率和较低的载流子复合率，有利于光电子器件的高效率工作。 GaAs晶体的面心立方结构还使得其具有优异的热电性能。GaAs晶体具有较高的热导率和较低的热膨胀系数，使得其在热电转换器件中

有着广泛的应用。热电转换器件利用材料的热电效应将热能转化为电能，具有重要的能量转换应用价值。GaAs晶体的热电性能优异，使得其在热电转换器件中能够实现高效率的能量转换。 GaAs晶体的面心立方结构赋予了它许多优异的性能和应用。无论是在半导体器件、光电子器件还是热电转换器件中，GaAs晶体都扮演着重要的角色。随着科技的不断进步和应用领域的拓展，相信GaAs 晶体的面心立方结构将会有更广阔的应用前景。

砷化镓点群

砷化镓点群 砷化镓（Gallium Arsenide，缩写为GaAs）是一种广泛应用于半导体行业的化合物半导体材料，具有许多优异的性能特点。它的点群是F-43m，下面将对砷化镓的点群特征、应用以及相关的技术进展进行详细介绍。 砷化镓的点群是F-43m，也称为立方晶系。立方晶系的特点是晶胞具有六个面，每个面上有一个晶格点，晶胞角度为90度。这意味着砷化镓的晶体结构是由对称度很高的立方晶体单元构成的。该点群下的镓和砷原子呈现八面体对称排列，具有最高的点群对称性。 砷化镓的点群决定了其一些特殊的物理特性。首先，砷化镓是直接带隙半导体，具有较高的电子迁移率和光吸收能力。这使得砷化镓在高速电子器件和光电器件中具有广泛应用。其次，砷化镓具有较高的热稳定性和较低的有效质量。这使得砷化镓的晶体结构更加稳定，能够在高温环境下工作，并且具有更好的载流子输运性能。 砷化镓的点群特征还影响了其在电子器件中的应用。由于其高载流子迁移率和较低的有效质量，砷化镓常被用于制造高频器件、功率

放大器和微波集成电路等。砷化镓晶体管是一种常见的高频放大器，在手机、通信设备和卫星通信中得到广泛应用。此外，砷化镓光电器件的制造也非常重要。例如，砷化镓太阳能电池具有高光电转换效率和较低的工作温度，适用于太空应用和光伏发电系统。此外，砷化镓还可用于制造LED器件、半导体激光器和高速光通信器件，其优异的光电特性使其成为发展光电子学的重要材料。 近年来，随着半导体技术的不断发展，砷化镓的应用领域也在持续扩大。砷化镓纳米线、二维砷化镓等新型结构材料的研究取得了重大突破。这些新材料在能带结构、载流子输运等方面的特点与传统砷化镓有所不同，并且在光电子学、能源存储等领域具有潜在的应用前景。另外，砷化镓与其他半导体材料的异质结构也在广泛研究，例如砷化镓/氮化镓异质结构、砷化镓/磷化镓异质结构等。这些异质结构的制备技术和特性研究为制造复杂电子器件和光电器件提供了新的途径。 总之，砷化镓作为一种重要的半导体材料，具有独特的点群特征和优异的性能。它在高频电子器件、光电器件等领域得到广泛应用。随着半导体技术的发展，新型结构砷化镓材料的研究也在不断进展，

砷化镓半导体材料的晶格结构与电子特性分析

砷化镓半导体材料的晶格结构与电子特性分 析 砷化镓（GaAs）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用领域，如光电子器件、太阳能电池等。本文将分析砷化镓的晶格结构和电子特性。 砷化镓的晶格结构是一种非常规的晶体结构，属于六方晶系。它由砷原子和镓原子组成，砷原子位于六边形的顶点，镓原子位于六边形的中心。砷原子和镓原子之间通过共价键连接在一起，形成一个稳定的晶体结构。这种非常规的晶体结构使得砷化镓具有一些独特的性质。 首先，砷化镓具有优良的电子迁移率。这是因为砷化镓的晶格结构中缺少了很多散射中心，电子在晶格中的运动较为自由，电子迁移率较高。这使得砷化镓在高频率电子器件中有着广泛的应用。 其次，砷化镓具有较高的电子亲和能。电子亲和能是指电子与原子结合形成负离子所释放的能量。砷化镓的电子亲和能较高，表明电子易于分离出来形成自由电子。这使得砷化镓成为一种优良的导电材料。 此外，砷化镓的能带结构也对其电子特性产生了影响。砷化镓的能带结构可以通过一些理论模型进行计算和描述。常用的模型有紧束缚近似模型和托马斯-费米模型。这些模型可以计算砷化镓的能带结构和能带间隙。 砷化镓的能带结构中，存在导带和价带。导带中的能级较高，电子占据较少。价带中的能级较低，几乎被电子完全填满。能带间的能隙是禁带宽度，决定了砷化镓的导电性质。能隙较小的材料容易导电，能隙较大的材料则是绝缘体。 除了能带结构，砷化镓的电子特性还与材料的掺杂有关。材料的掺杂可以改变材料的导电性质。比如，将砷化镓中的部分镓原子替换为硅原子，称为硅掺杂，将产生N型半导体。在这种情况下，砷化镓中的电子浓度明显增加，导电性能得到

改善。类似地，将砷化镓中的部分砷原子替换为铟原子，称为铟掺杂，则可以形成P型半导体。 总之，砷化镓是一种重要的半导体材料，具有优良的电子特性。其晶格结构是一种非常规的六方晶系，使其具有较高的电子迁移率和电子亲和能。砷化镓的能带结构和掺杂也影响着其导电性质。砷化镓在光电子器件和太阳能电池等领域有着广泛的应用前景。

第二代半导体晶体砷化镓晶体

第二代半导体晶体——磷化镓单晶 砷化钾单晶是目前技术最成熟、应用最普遍的最要紧的半导体材料之一。普遍用于光电子和微电子领域。在Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体晶体中，砷化镓的电子迁移率比硅大4～5倍，用其制作集成电路时，工作速度比硅更快，且禁带宽度也较宽，因此它的热稳固性和耐辐射性也较好。砷化镓是直接跃迁型能带结构，它的发光效率较高，并可用来制作激光器。 1.生长方式 直拉法 (1)生长装置 直拉法生长装置如图11-2所示。 (a)磁拉法装置(b)镓封法示意 图11-2 晶体直拉法生长装置示意 1-石墨坩埚；2，9-射频线圈；3，8-辅助熔炉；4-磁铁；5-高居里点合金； 6-封锁的Si02容器；7-用于密封的液态镓 (2)生长进程与条件 在GaAs晶体生长的进程中，应始终维持必然的蒸汽压力。 坩埚中放人合成的GaAs多晶锭料，在低温端放砷，并维持610℃，在容器中维持压力为×l04 Pa的砷蒸气。磁拉法的磁铁也是处在610℃的温度下，因此在反映器内的磁性材料

必需是高居里点温度的合金，用纯铁也能够。外部磁铁可用电磁铁或固定磁铁。 镓封法是因为温度在610℃时镓中溶入的As量很少，也可不能结晶而且镓液的蒸气压也 很低能够用来拉制GaAs单晶。 液体覆盖直拉法(LEC) 用LEC法拉制GaAs单晶，能够像Si 一样将GaAs多晶料放在坩埚中，上面放必然量经脱水的B203，加热后拉制GaAs单晶，炉内气氛为Ar或N2，气压为～2)×105Pa。这种方式所用的多晶料仍需在石英管内合成。为了降低单晶的本钱可用原位合成，即在单品炉内合成GaAs并拉制单晶。原位合成还可分为两种：一种称为注入法；另一种为高压原位合成法。注入法是将除去氧化膜的Ga和脱去水分的B203装于坩埚，单晶炉内充入N2或Ar，使其气压为～2)×105Pa再加热到1237℃，将细颈的装As的石英管插入Ga液中，使As管和Ga管连通，加热As管（也可利用单晶炉的辐照热），使As蒸气通入Ga合成GaAs熔体，合成进程要维持气压和温度稳固，避免熔体吸人As管，使其结晶并堵塞As蒸气出口引发As管爆炸。待As全数溶人Ga液完成GaAs的合成，即可拉制单晶。 GaAs液相外延生长(LPE-GaAs)法 LPE-GaAs生长是基于Ga-As体系的相图，在必然温度下已经饱和的溶液随着温度下降产生过饱和结晶。在饱和溶液中放人GaAs单晶片作为衬底，当达到过饱和结晶时以单晶的方式沉积在GaAs衬底上，这种晶体生长的方式称为液相外延。那个地址的溶液是Ga，溶质是As，为了操纵导电类型和载流子浓度也可掺入必然量的杂质。液相外延生长的温度低，能够取得纯度较高、缺点较少的GaAs。用液相外延生长的薄膜普遍地用于光电子器件上，这是由于无辐照复合较少，兆量子效率也较高。这种方式是目前制作红外发光管、p-n结注入式的半导体激光器和大面积GaAs太阳能电池等光电器件的要紧手腕。 GaAs晶体气相外延生长(VPE-GaAs)法 (1)生长装置 GaAs晶体气相外延生长法生长装置如图11-3所示。 图11-3 GaAs晶体气相外延生长装置示意 1-流量计；2-反映管；3-衬底；4-镓舟；5，6-加热炉；7-恒温器 (2)生长进程 Ga在H2气氛下脱氧(870℃)，将温度操纵在850℃，通人AsCl3，使Ga源饱和，也可采纳在Ga液中放入GaAs。在不通AsCl3的情形下，将GaAs衬底移到高温区，当温度达到800℃时处置10～15min，随后将衬底温度降至750℃，进行气相外延生长。在Ga-AsCI3 -H2系中，除生长GaAs的反映之外还与石英器皿反映引发硅沾污。载气换成N2或Ar，可幸免生成HC1，

第三章 晶体结构与性质 单元测试--高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2

第三章《晶体结构与性质》单元检测题一、单选题 1．下列有关晶体及配合物结构和性质的判断错误的是 选 项 结构和性质相应判断 A 贵金属磷化物Rh2P可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如图所示该晶体中磷原子的配位数为8 B配离子[Co(NO2)6 ]3-可用于检验K+的存在该离子的配体是NO2 C GaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料，晶体类型与碳化硅晶体类似GaN、GaP、GaAs的熔点依次降低 D 氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一分子中存在配位键，提供空轨道的原子是硼原子 A．A B．B C．C D．D 2．中国科学院发现CO2在核(Fe—Zn—Zr)—壳(Zeolite)催化剂内能高效氢化成异构化烷烃，反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．该过程中没有发生电子的转移 B．1个四氨合锌(II)—[Zn(NH3)4]2+中含12个σ键 C．示意图中含碳化合物碳原子的杂化方式均相同

D ．催化剂内能高效氢化成异构化烷烃与催化剂的选择性有关 3．向CuSO 4溶液中加入少量氨水时生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水时沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH 3)4]SO 4·H 2O 晶体。下列有关说法错误的是 A ．第一电离能：N>O>S B ．2- 4SO 空间构型为正四面体形 C ．[Cu(NH 3)4]SO 4·H 2O 晶体中只含有共价键和配位键 D ．加入乙醇降低了溶液的极性，是晶体析出的原因 4．下列关于物质结构与性质的说法中，错误的是 A ．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性 B ．晶体由于内部质点排列的高度有序性导致其许多物理性质表现出各向异性 C ．等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体 D ．若MgO 中离子键的百分数为50%，则MgO 可看作离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体 5．下列各组物质的变化过程中，所克服的粒子间作用力完全相同的是 A ．CaO 和2SiO 熔化 B ．Na 和S 受热熔化 C ．NaCl 和HCl 溶于水 D ．碘和干冰的升华 6．下列有关Cu 及其化合物的叙述正确的是 A ．1mol ()324Cu NH Cl ⎡⎤⎣⎦中含有σ键的数目为16mol B ．如图所示的2Cu O 晶胞中Cu 原子的配位数为4 C ．3FeCl 刻蚀Cu 制印刷电路板，说明还原性Cu 大于Fe D ．除去Cu 粉中混有CuO 的方法是加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥 7．C 2O 3是一种无色无味的气体，结构式如图所示，可溶于水生成草酸： 232C O +H O=HOOCCOOH 。下列说法正确的是