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半导体材料主要分为元素半导体和化合物半导体两大类。

元素半导体是由单一元素制成的半导体材料，如硅、锗、硒等，其中硅是最常见的元素半导体。化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体，其中二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族（如砷化镓、磷化镓、磷化铟等）、Ⅱ-Ⅵ族（如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等）、Ⅳ-Ⅵ族（如硫化铅、硒化铅等）、Ⅳ-Ⅳ族（如碳化硅）化合物。三元系和多元系化合物半导体主要为三元和多元固溶体，如镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体等。有机化合物半导体有萘、蒽、聚丙烯腈等，但它们目前还处于研究阶段。

半导体材料在各种电子器件和技术中具有广泛的应用，包括集成电路（ICs）、光电器件、太阳能电池、X射线探测器和光学传感器等。