玻璃半導(dǎo)體是指由�(wú)�(jī)氧化物(如二氧化硅和氧化硼)和過(guò)渡金屬離子(如鐵、銅、鉬、釩和鉻等)組成的氧化玻璃半�(dǎo)體和非氧化物(如�、硒、磷、碲、硅和鍺等元素中的某幾種元素組成)玻璃半�(dǎo)��
玻璃在人們的頭腦中很�(zhǎng)�(shí)期以�(lái),都�(rèn)為是電絕綠體。含Na+等堿金屬離子的玻璃有一�(diǎn)�(dǎo)電�,但它是離子�(dǎo)電,用途有��
1954年英�(guó)人在研究特殊成份的玻璃過(guò)程中,發(fā)�(xiàn)含有大量V2O5的V2O5一P2O5一BaO系統(tǒng)玻璃是n一型半�(dǎo)�。在1955年發(fā)表的文獻(xiàn)中有人報(bào)�(dǎo)了主要成分為金屬的硫化物、石西化物和諦化物的新系�(tǒng)玻璃。已�(jīng)確定,這類玻璃的導(dǎo)電性是純電子導(dǎo)電性質(zhì)的,�(dǎo)電率介于10-13~10-3之間。稱之為玻璃半導(dǎo)��
此后,對(duì)半導(dǎo)體玻璃的研究就興盛起�(lái)�。美�、英帝、日本和蘇修都投入一定的人力和物力從事這方面工�。例如美帝的能量�(zhuǎn)換器件公�(ECP)和蘇修在列寧格勒約飛物理技�(shù)研究所的玻璃半�(dǎo)體研究室都是性的研究�(jī)�(gòu)。在半導(dǎo)體玻璃的�(yīng)用上,特別是在電子技�(shù)方面也取得了一定的成績(jī)�
十多年前,國(guó)際上曾經(jīng)出現(xiàn)�(guò)�(guān)于玻璃半�(dǎo)體的�(bào)�(dǎo)和爭(zhēng)論的熱潮。當(dāng)�(shí),持肯定�(tài)度者有�,持否定�(tài)度者有�,雙方各�(zhí)一�,要分辨孰是孰非,并非易�。然而不�,這種�(bào)�(dǎo)和爭(zhēng)論就悄然�(wú)聲了。于是人們普遍認(rèn)�,由于材料性能的不�(wěn)�,研制玻璃半�(dǎo)體是很難有所建樹(shù)��
蘇聯(lián)《半�(dǎo)體物理與技�(shù)》雜志發(fā)表了該刊編輯部撰�(xiě)的文�,介紹了蘇聯(lián)著名半導(dǎo)體科�(xué)家B.T.科洛米耶茨,及在他�(lǐng)�(dǎo)下蘇�(lián)玻璃半導(dǎo)體的�(fā)�。文章指�,玻璃半�(dǎo)體的�(fā)展前景仍然是廣闊的�
科洛米耶茨是蘇�(lián)半導(dǎo)體物理和技�(shù)的有名專�,是蘇聯(lián)科學(xué)院約飛技�(shù)物理研究所老一輩的研究員、科�(xué)博士和教��
科洛米耶茨1934年畢�(yè)于列寧格勒烏里楊諾夫工學(xué)�,被分配在蘇�(lián)科學(xué)院技�(shù)物理研究所�(dāng)�(shí)�(yàn)�。在約飛和馬斯拉科維茨教授的指導(dǎo)�,他研究半導(dǎo)體中的光電現(xiàn)象。同�,科洛米耶茨在蘇�(lián)組織生產(chǎn)硒光電元�,后�(lái)又生�(chǎn)出當(dāng)�(shí)(1938�)世界上批硫化銘太�(yáng)電池,這是那時(shí)世界上效�(�(dá)1.1%)的太�(yáng)電池�
利洛米耶茨研究了化合物中的�(nèi)光電效應(yīng),特別是硫化物和硒化鍋材料的�(nèi)光電效穴,�(jìn)而研究了光敏電阻的生�(chǎn)工藝,并�1948年開(kāi)始在蘇聯(lián)批量生產(chǎn)??坡迕滓难芯苛巳岛投嘣祷衔锇雽?dǎo)體材料,從而為蘇聯(lián)工業(yè)生產(chǎn)需要的多元系半�(dǎo)體材料奠定了基礎(chǔ)。在他的倡導(dǎo)下,蘇聯(lián)�1951年開(kāi)始生�(chǎn)以復(fù)雜氧化物半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的熱敏電�。接著又�(kāi)始生�(chǎn)各種可變電阻、光敏電阻、電阻輻射測(cè)熱器、倫琴射線和射線傳感器�。生�(chǎn)這些�(chǎn)品的企業(yè)�(xiàn)在已成為蘇聯(lián)�(dú)立的工業(yè)部門�
科洛米耶茨斷言,多成份的半�(dǎo)體材料具有廣闊的�(fā)展前�。在這一思想指導(dǎo)下,他從五十年代初就�(kāi)始系�(tǒng)地研究各種成份的�(fù)合材料一一半導(dǎo)體合�。其�(jié)果,他和他的助手們研制出許多新型的半一�(dǎo)體材料一一玻璃半導(dǎo)�。這一�(lǐng)域的研究和探�,成為科洛米耶茨后半生的主攻方向�
�(jīng)�(guò)深入的研�,科洛米耶茨和助手們發(fā)�(xiàn)了玻璃半�(dǎo)體中許多新的和奇特的效應(yīng),從而揭示了玻璃半導(dǎo)體中由于�(yuǎn)程序受到破壞從而使電子�(yùn)�(dòng)�(guī)則被破壞而引起的一些電子現(xiàn)象的特點(diǎn)�
這些廣泛的研究工�,為玻璃半導(dǎo)體的�(shí)際應(yīng)用建立了科學(xué)基礎(chǔ)。在此基�(chǔ)上,科洛米耶茨改�(jìn)了一系列半導(dǎo)體器件。并研制出一些理論全新的器件。目�,這些玻璃半導(dǎo)體器件在電視、無(wú)銀照相、全息照相用的整�(jī)以及光電子學(xué)和微電子�(xué)等領(lǐng)域中已得到廣泛的�(yīng)�。同�(shí)夕這些研究工作也促�(jìn)了蘇�(lián)�(wú)序態(tài)物理的�(jìn)一步發(fā)��
由于在研究玻璃半�(dǎo)體方面的杰出貢獻(xiàn),利·洛米耶茨獲得�(guò)蘇聯(lián)紅星勞動(dòng)勛章,兩次獲得國(guó)家獎(jiǎng)?wù)?。此�,他還獲得過(guò)羅馬尼亞科學(xué)�(jiǎng)?wù)潞徒菘怂孤宸タ斯埠�?guó)科學(xué)院獎(jiǎng)?wù)???坡迕滓恼J(rèn)為,玻璃半導(dǎo)體已成為�(dāng)代半�(dǎo)體發(fā)展的一�(gè)極其重要的分�,任何不承認(rèn)或忽視玻璃半�(dǎo)體重要性的決策,都�(huì)�(dǎo)致半�(dǎo)體領(lǐng)域內(nèi)�(wú)可挽回的損失�
(1)以IV族元素為主要成分的非晶半�(dǎo)�,如非晶�,鍺��
(2)以VI族元素為主要成分的半�(dǎo)體,如碲-鍺共熔體,硫�,硒砷等�
(3)氧化物玻璃半�(dǎo)體,如V2O5一P2O5,V2O5一P2O5一BaO等�
玻璃半導(dǎo)體具有多種特�。如某些玻璃半導(dǎo)體的電阻率在光、電、熱等作用下可改�4�5�(gè)�(shù)量級(jí);某些玻璃半�(dǎo)體的透過(guò)�,折射率,反射率等在�,熱作用下變化很大;某些玻璃半導(dǎo)體的化學(xué)性質(zhì)(溶解�、抗蝕�)在光、熱作用下顯著改�。這些特性的變化都是由于材料在光、電、熱作用下,其組�、結(jié)�(gòu)或電子狀�(tài)�(fā)生了變化。利用上述特性可制作存貯器件、光記錄材料、光電導(dǎo)材料,如電視攝像管的靶面材料、靜電復(fù)印材料和太陽(yáng)能電池材料等,用途十分廣泛�
近年�(lái),用坡璃半導(dǎo)體研制成功了小型、高速的�(kāi)�(guān)。半�(dǎo)體玻�(主要是用�?qū)俨A?,也可用氧化物玻?作成薄膜或玻珠形狀,在其二�(cè)作上電極,構(gòu)造非常簡(jiǎn)單�
玻璃半導(dǎo)體開(kāi)�(guān)分為二類:一類是�(dāng)外加電壓超過(guò)某�(gè)極限值時(shí),立郎從高阻狀�(tài)�(zhuǎn)入導(dǎo)電狀�(tài);當(dāng)電壓降低、電流減小到某�(gè)值以下時(shí),馬上重新回到高阻狀�(tài);另一類是�(dāng)外加電壓�(dá)到極限值以上時(shí)立即�(jìn)入導(dǎo)電狀�(tài),以后郎使電流減小到�,也同樣保持這種狀�(tài),只有再加上適當(dāng)?shù)碾娏髅}沖后,才能馬上回到高阻狀�(tài)�
美國(guó)人S,R,Ovshinsky把前一類開(kāi)�(guān)稱為奧氏閡值開(kāi)�(guān)(OTS),把后一類稱為奧氏記憶開(kāi)�(guān)(OMS)。玻璃牛�(dǎo)體的這一效應(yīng)稱為奧氏效應(yīng)�
奧氏本人�1958�6月曾在擔(dān)上涂�(fù)�(wú)定形氧化�(dān)而制成開(kāi)�(guān)元件。此�,在19的年貝爾�(shí)�(yàn)室報(bào)�(dǎo)了牢�(dǎo)體玻璃內(nèi)�(kāi)�(guān)�(xiàn)象的最初研究結(jié)果。蘇修也�50年代�(kāi)始了半導(dǎo)體硫?qū)倨铝У难芯抗ぷ?。S,R,Ovshinsky�1966年正式宣布制成玻璃半�(dǎo)體開(kāi)�(guān)元件。所以這是六十年代的新�(chǎn)品�
玻璃半導(dǎo)體開(kāi)�(guān)器件與晶體管相比,有一系列潛在�(yōu)�(diǎn)�
?�?)雙極性開(kāi)�(guān)。伏安曲線是�(duì)稱的,可以用正或�(fù)電壓脈沖�(kāi)�,可代替二�(gè)單極性開(kāi)�(guān)工作�
?�?)電容量很小,開(kāi)�(guān)速度極高�
?�?)在�(jīng)�(guò)起始延遲�,開(kāi)�(guān)速度�(jù)S,R,Ovshiosky�(bào)�(dǎo)可達(dá)�1�5x10-10sec�
�4)制造簡(jiǎn)�??捎秒s�(zhì)較多的原材料而仍保持所需的特��
?�?)耐輻射性,這是�(wú)定形材料的特�,對(duì)于必須穿�(guò)輻射云層的導(dǎo)彈上的電子元件特別重要;
?�?)體積小,僅受接觸點(diǎn)尺寸的限��
�7)所需功率極低�
�8)在零偏置時(shí)仍保持記��
?�?)高阻狀�(tài)和導(dǎo)電狀�(tài)的導(dǎo)電率相差很大,噪聲信�(hào)比小,因此后面的放大和輔助回路要求就��
?�?0)成本低��
�11)Vh�,而且可任意地使Vt大幅度改��