半導體電化學

半導體電化學是研究半導體在電解質溶液中的電化學行為。電化學研究電子導體的電極體系，而半導體電化學則研究半導體即電子和空穴兩種載流子的電極體系以及在此體系中電能和化學能的相互轉換。它是電化學的一個新興研究領域。

基本介紹

• 中文名：半導體電化學
• 定義：半導體在電解質中的電化學行為
• 時間：1839
• 代表人物：A. -E.貝可勒爾

簡史

1839年A. -E.貝可勒爾首先報導半導體－電解質溶液界面有光電效應。1953年W.H.布喇頓和C.G.B.加雷特研究鍺－電解質溶液界面的半導體表面結構和兩種載流子在不同電極反應中的規律，帶動了鍺的電化學行為研究的高潮。此後陸續開展了矽、氧化鋅、硫化鎘、金屬間化合物、過渡金屬(鉬、鎢)硫化物等的研究，70年代後期又發展了三元半導體的電化學和太陽能對半導體電化學作用的研究。

特點

在半導體電化學中，如在半導體電極材料中引入少量雜質會使電子結構發生劇烈變化，但對化學性質並不影響。而在金屬的電化學中，改變金屬則化學性質和電子結構同時變化。半導體電極的自由電荷濃度很低，電場能深入到半導體內部形成空間電荷區。電極反應的速率由電極表面自由載流子的濃度決定，也受光照和自由載流子複合過程的影響。

半導體－電解質溶液界面的雙層與金屬－電解液界面的雙層不同，半導體的自由電荷濃度低，使電極表面形成空間電荷層。雙電層的結構、電位分布以及電荷分布見圖1、圖2、圖3。緊密層的厚度僅1埃,而空間電荷層的厚度則在 100埃到幾個微米，這由界面電場和電荷的擴散決定。

研究內容

半導體電化學主要研究半導體－電解質溶液的界面結構和特徵、半導體電極反應動力學、半導體電極在電解質溶液中的腐蝕、半導體電極的表面侵蝕和修飾、半導體－電解液界面的物理化學和實驗技術等。半導體表面的電荷、表面電子的能級及其在電解液中的吸附，以及電極過程動力學等尚需進一步研究。

半導體電化學可用於無線電技術、電子儀器、光電化學電池的研究過程。