[发明专利]一种新型的无带隙半导体材料

权利要求书

1.一种无带隙半导体材料，其具有能够用电子能带结构来表征的电子特性，该电子能带结构包括针对第一电子自旋极化的价带部分VB₁和导带部分CB₁，以及针对第二电子自旋极化的价带部分VB₂和导带部分CB₂；

其中，VB₁具有第一能级，并且CB₁和CB₂中的一个具有第二能级，该第一能级和该第二能级的位置使得在VB₁与CB₁和CB₂中的所述一个之间进行无带隙电子跃迁是可能的，并且其中，该无带隙半导体材料被安排成使得在VB₂与CB₁和CB₂中的另一个之间限定了带隙。

2.根据权利要求1所述的无带隙半导体材料，其中，该第一能级是VB₁的最大值，并且该第二能级是CB₁和CB₂中的所述一个的最小值。

3.根据权利要求1或2所述的无带隙半导体材料，其被安排为使得在没有外部影响情况下，费米能级位于VB₁的最大值附近。

4.根据在前权利要求中任一项所述的无带隙半导体材料，其中，VB₁的能量最大值与CB₁和CB₂中的所述一个的能量最小值具有在0-0.01eV、0-0.02eV、0-0.04eV、0-0.05eV、0-0.06eV、0-0.08eV或0-0.1eV的范围内的能量间隔。

5.根据在前权利要求中任一项所述的无带隙半导体材料，其中，该无带隙半导体材料被安排成使得，通过控制费米能级相对于能带的位置，所述电子特性是可控的。

6.根据在前权利要求中任一项所述的无带隙半导体材料，其中，该无带隙半导体材料被安排成使得，预定能量令费米能级位置相对于能带的移位导致产生全极化自由载荷子。

7.根据权利要求6所述的无带隙半导体材料，其中，该预定能量在0至E_G或0至0.5E_G——E_G为带隙能量——的范围内。

8.根据在前权利要求中任一项所述的无带隙半导体材料，其中，带隙能量E_G在0.2eV至5eV或0.2eV至3eV的范围内。

9.根据在前权利要求中任一项所述的无带隙半导体材料，其被安排成使得从VB₁或VB₂激发到CB₁或CB₂的电子具有全自旋极化。

10.根据在前权利要求中任一项所述的无带隙半导体材料，其被安排成使得处于VB₁或VB₂的空穴载荷子具有全自旋极化。

11.根据在前权利要求中任一项所述的无带隙半导体材料，其中，VB₁的最大值和CB₁的最小值位于彼此附近，并且其中，带隙E_G被限定在VB₂和CB₂之间。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的无带隙半导体材料，其中，该无带隙半导体材料被安排成使得，费米能级相对于能带的预定移位导致一种类型的全极化载荷子变为另一种类型的全极化载荷子。

13.根据权利要求1-10中任一项或权利要求12所述的无带隙半导体材料，其中，VB₁的最大值和CB₂的最小值位于彼此附近，第一带隙被限定在VB₁和CB₁之间，并且第二带隙被限定在VB₂和CB₂之间，并且其中，从VB₁到CB₂的无带隙电子跃迁与自旋极化的改变相关联。