Análisis de materiales de GaAs.
1. El estudio de los materiales semiconductores compuestos se remonta a principios del siglo pasado. Los primeros materiales reportados en P estudiados por Thiel et al. en 1910. En 1952, el científico alemán Welker estudió por primera vez los compuestos III-V como una nueva familia de semiconductores y señaló que tienen propiedades superiores que no poseen los materiales semiconductores elementales como Ge y Si. En los últimos cincuenta años, la investigación sobre materiales semiconductores compuestos ha progresado mucho, y también se ha utilizado ampliamente en los campos de la microelectrónica y la optoelectrónica.
Los materiales de arseniuro de galio (GaAs) son actualmente los materiales semiconductores compuestos más abundantes, ampliamente utilizados y, por lo tanto, los más importantes, y los materiales semiconductores más importantes después del silicio. Debido a su rendimiento y estructura de banda superiores, los materiales de GaAs tienen un gran potencial en dispositivos de microondas y dispositivos emisores de luz. En la actualidad, la avanzada tecnología de producción de materiales de arseniuro de galio está aún en manos de importantes empresas internacionales como Japón, Alemania y Estados Unidos. En comparación con las empresas extranjeras, las empresas nacionales aún tienen una gran brecha en la tecnología de producción de materiales de arseniuro de galio.
2. Propiedades y usos de los materiales de arseniuro de galio.
El arseniuro de galio es una estructura típica de banda de energía de tipo de transición directa. El valor mínimo de la banda de conducción y el valor máximo de la banda de valencia están en el centro de la zona de Brillouin, es decir, k = 0, lo que hace que tenga una alta eficiencia de conversión electro-óptica. Un excelente material para la preparación de dispositivos fotovoltaicos.
A 300K, el ancho de banda prohibido del material de GaAs es 1.42V, que es mucho mayor que 0.67V de germanio y 1.12V de silicio. Por lo tanto, los dispositivos de arseniuro de galio pueden funcionar a temperaturas más altas y soportar una gran potencia.
En comparación con los materiales semiconductores de silicio tradicionales, los materiales de arseniuro de galio (GaAs) tienen alta movilidad de electrones, gran ancho de banda prohibido, espacio de banda directo, bajo consumo de energía, y la movilidad de electrones es aproximadamente 5.7 veces mayor que la de los materiales de silicio. Por lo tanto, es ampliamente utilizado en la fabricación de dispositivos IC en comunicación de alta frecuencia e inalámbrica. Los dispositivos de alta temperatura, alta velocidad, a prueba de radiación y alta temperatura producidos se utilizan generalmente en los campos de comunicación inalámbrica, comunicación por fibra óptica, comunicación móvil, navegación global por GPS y similares. Además de la aplicación accidental en productos de IC, los materiales de GaAs también se pueden agregar a otros elementos para cambiar su estructura de banda para producir un efecto fotoeléctrico, para hacer dispositivos semiconductores emisores de luz y para hacer células solares de arseniuro de galio.