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超導(dǎo)材料
    超導(dǎo)電性是卡末林·昂內(nèi)斯（H．Kameligh Onnes）于1911年發(fā)現(xiàn)的。他在研究水銀低溫下的電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度降低至4．2K以下時(shí)，水銀的電阻突然消失，后來(lái)又相繼發(fā)現(xiàn)十多種金屬（如Nb、Tc、Pb、La、V、Ta）都具有這種現(xiàn)象。這種在超低溫度下失去電阻的性質(zhì)，稱為超導(dǎo)電性，具有超超導(dǎo)電性的物質(zhì)，稱為超導(dǎo)體。電阻突然變?yōu)榱愕臏囟?，稱為臨界溫度，用T_c表示。T_c是物理常數(shù)，同一種材料在相同條件下，T_c為定值。T_c的高低是超導(dǎo)材料能否實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。
    超導(dǎo)體的種類很多，已發(fā)現(xiàn)幾十種金屬以及大量的金屬合金和化合物都具有超導(dǎo)性。超導(dǎo)磁體和超導(dǎo)電材料從20世紀(jì)60年代以來(lái)，獲得高速發(fā)展，已成功應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。例如，超導(dǎo)核磁共振成像裝置是當(dāng)今世界上最受重視的臨床診斷手段；利用材料的超導(dǎo)電性，可使其載流能力高達(dá)10Acm，使超導(dǎo)電機(jī)的質(zhì)量大為減輕，而輸出功率大為增加。一個(gè)中型磁體，用常規(guī)電磁材料質(zhì)量達(dá)20t，而超導(dǎo)磁體只有幾千克。在列車和軌道上安裝適當(dāng)?shù)拇朋w，利用同性磁場(chǎng)相斥，可使列車懸浮起來(lái)，稱為超導(dǎo)磁體的磁懸浮列車。

半導(dǎo)體材料
    半導(dǎo)體材料是指室溫電阻率在10^-4～10¹⁰Ω·m，處于導(dǎo)體（電阻率約為10^-4Ω·m）和絕緣體（大于等于10¹⁰Ω·m）之間的材料，已成為無(wú)線電電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和新能源技術(shù)等高新技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的重要材料。
    根據(jù)能帶理論，半導(dǎo)體禁帶寬度較小，升溫時(shí)或在光、電和磁效應(yīng)下，價(jià)電子被激發(fā)，從滿帶進(jìn)入空帶，而在滿帶形成空穴，在外加加電場(chǎng)中，負(fù)的電子和正的空穴的逆向流動(dòng)形成電流，從而導(dǎo)電。電子和空穴都稱為“載流子”。以電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體，稱為n型半導(dǎo)體，空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體，稱為p型半導(dǎo)體。
    高純半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能很差，常用“摻雜”改善其導(dǎo)電性能，摻人的雜質(zhì)有兩種類型：

    （1）施主雜質(zhì)。進(jìn)入半導(dǎo)體中給出雜質(zhì)，故稱“施主”。如在硅中摻入P或As，P和As有5個(gè)價(jià)電子，當(dāng)它和周圍的Si原子以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí)，余出1個(gè)電子。這個(gè)電子在硅半導(dǎo)體內(nèi)是自由的，可以導(dǎo)電，因此，這類半導(dǎo)體屬于n型半導(dǎo)體，如圖6－4所示。
    （2）受主雜質(zhì)。能俘獲半導(dǎo)體中自由電子的雜質(zhì)，引起接受電子而稱為“受主”。如在硅中摻入B，由于B原子只有3個(gè)價(jià)電子，比Si原子少一個(gè)價(jià)電子，因此在與周圍的Si原子形成共價(jià)鍵時(shí)，其中一個(gè)鍵將缺少一個(gè)電子，價(jià)帶中的電子容易躍遷進(jìn)入而出現(xiàn)空穴。這類半導(dǎo)體為p型半導(dǎo)體，如圖6－4所示。

    利用半導(dǎo)體電阻率隨溫度而變化的性質(zhì)，做成各種熱敏電阻，用于制作測(cè)溫元件。利用光照射使半導(dǎo)體材料電導(dǎo)率增大的現(xiàn)象，做成光敏電阻，用于光電自動(dòng)控制及光電材料，可用于圖像靜電復(fù)印。利用溫差能使不同半導(dǎo)體材料間產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)，可以制作熱電偶。半導(dǎo)體材料是制作太陽(yáng)能電池所必需的材料。若在p型半導(dǎo)體表面沉積一層極薄的n型雜質(zhì)層，組成pn結(jié)，在太陽(yáng)光的照射下，光線能完全透過(guò)這一薄層，滿帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，并在半導(dǎo)體中同時(shí)產(chǎn)生電子和空穴，電子移到n區(qū)，空穴移到p區(qū)，使n區(qū)帶負(fù)電荷，p區(qū)帶正電荷，形成光生電勢(shì)差，如圖6－5所示。利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/span>