方法分析
半导体中的电离杂质浓度可以通过霍尔系数测定,对于非本征半导体材料,在补偿度不大的情况下,只要知道迁移率的数据,就可通过电阻率的测量,决定杂质的浓度,
高纯金属铝中杂质,已低于化学分析和仪器分析灵敏度的限量,须用物理方法测定,可用剩余电阻率(ρ4.2K/ρ300K)来测定铝的纯度,因为在4.2K下,点阵中原子振动所引起的电阻率可以忽略,这样测出的电阻率就是杂质引起的电阻率,各种纯度铝中的杂质含量及剩余电阻率
制备方法
由于容器与药剂中杂质的污染,使得到的金属纯度受到一定的限制,只有用化学方法将金属提纯到一定纯度之后,再用物理方法如区熔提纯,才能将金属纯度提到一个新的高度。可以用半导体材料锗及超纯金属铝为例说明典型的超纯金属制备及检测的原理(见区域熔炼)。
提纯金属时,杂质的分配系数对提纯金属有重大的关系,由于锗中大部分杂质的分配系数都小于1,所以锗的区熔提纯是十分有效的。半导体材料的纯度,也可用电阻率来表征。区域提纯后的金属锗,其锭底表面上的电阻率为30~50欧姆·厘米时,纯度相当于8~9,可以满足电子器件的要求。
更进一步,电导率会经历能量的量子化:例如,通过纳米金属材料的金属纳米线的电子能量只会具有有离散值乘以朗道常数G = (这里 e是电子电量,h是普朗克常数)。电导率由此被表示成通过不同量子能级通道的输运量的总和。线越细,能够通过电子的通道数目越少。把纳米金属材料的金属纳米线连在电极之间,科学家可以研究纳米金属材料的金属纳米线的电导率。通过在拉伸时测量纳米金属材料的金属纳米线的电导率,科学家发现:当纳米金属材料的金属纳米线长度缩短时,它的电导率也以阶梯的形式随之缩短,每阶之间相差一个朗道常数G。