Seznam polovodičových materiálů - List of semiconductor materials

Polovodičové materiály jsou nominálně malé mezera v pásmu izolátory. Definující vlastnost a polovodič materiál je, že to může být dopovaný s nečistotami, které kontrolovatelně mění jeho elektronické vlastnosti.[1] Z důvodu jejich použití v EU počítač a fotovoltaické průmysl - v zařízeních, jako je tranzistory, lasery, a solární články —Výzkum nových polovodičových materiálů a zdokonalování stávajících materiálů je důležitým studijním oborem v věda o materiálech.

Nejběžněji používané polovodičové materiály jsou krystalický anorganické pevné látky. Tyto materiály jsou klasifikovány podle skupiny periodické tabulky jejich voliče atomy.

Různé polovodičové materiály se liší svými vlastnostmi. Ve srovnání s křemík, složené polovodiče mít výhody i nevýhody. Například, galium arsenid (GaAs) má šestkrát vyšší elektronová mobilita než křemík, který umožňuje rychlejší provoz; širší mezera v pásmu, který umožňuje provoz energetických zařízení při vyšších teplotách a dává nižší tepelný hluk na zařízení s nízkou spotřebou energie při pokojové teplotě; své přímá mezera v pásmu dává to příznivější optoelektronický vlastnosti než nepřímá mezera v pásmu křemíku; může být legován na ternární a kvartérní kompozice s nastavitelnou šířkou mezery mezi pásmy, což umožňuje vyzařování světla při zvolených vlnových délkách, což umožňuje přizpůsobení vlnových délek nejúčinněji přenášených optickými vlákny. GaAs lze také pěstovat v poloizolační formě, která je vhodná jako mřížkově přizpůsobený izolační substrát pro zařízení GaAs. Naopak, křemík je robustní, levný a snadno zpracovatelný, zatímco GaAs je křehký a drahý a izolační vrstvy nelze vytvořit pouhým pěstováním oxidové vrstvy; GaAs se proto používá pouze tam, kde křemík není dostatečný.[2]

Legováním více sloučenin lze ladit některé polovodičové materiály, např mezera v pásmu nebo mřížková konstanta. Výsledkem jsou ternární, kvartérní nebo dokonce quinární kompozice. Ternární kompozice umožňují upravit mezeru mezi pásmy v rozsahu zahrnutých binárních sloučenin; avšak v případě kombinace materiálů s přímou a nepřímou mezerou v pásmu existuje poměr, kdy převládá nepřímá mezera v pásmu, což omezuje rozsah použitelný pro optoelektroniku; např. AlGaAs LED diody tím je omezeno na 660 nm. Mřížkové konstanty sloučenin mají také tendenci se lišit a mřížkový nesoulad proti substrátu, v závislosti na směšovacím poměru, způsobuje defekty v množstvích závislých na velikosti nesouladu; to ovlivňuje poměr dosažitelných radiačních / neradiačních rekombinací a určuje světelnou účinnost zařízení. Kvartérní a vyšší kompozice umožňují současné nastavení mezery pásma a mřížkové konstanty, což umožňuje zvýšení účinnosti záření při širším rozsahu vlnových délek; například AlGaInP se používá pro LED. Materiály transparentní pro generovanou vlnovou délku světla jsou výhodné, protože to umožňuje efektivnější extrakci fotonů z objemu materiálu. To znamená, že v takových průhledných materiálech se výroba světla neomezuje pouze na povrch. Index lomu je také závislý na složení a ovlivňuje účinnost extrakce fotonů z materiálu.[3]

Druhy polovodičových materiálů

Složené polovodiče

A složený polovodič je polovodič sloučenina složen z chemické prvky nejméně dvou různých druhů. Tyto polovodiče se obvykle tvoří v skupiny periodické tabulky 13–15 (staré skupiny III – V), například prvky z Skupina boru (stará skupina III, bór, hliník, galium, indium ) a od skupina 15 (stará skupina V, dusík, fosfor, arsen, antimon, vizmut ). Rozsah možných vzorců je poměrně široký, protože tyto prvky mohou tvořit binární (dva prvky, např. galium (III) arsenid (GaAs)), ternární (tři prvky, např. arsenid india galia (InGaAs)) a kvartérní (čtyři prvky, např. fosforečnan india hlinitý galium (AlInGaP)) slitiny.

Výroba

Epitaxe v metalorganické parní fázi (MOVPE) je nejoblíbenější technologie depozice pro tvorbu složených polovodičových tenkých vrstev pro zařízení.[Citace je zapotřebí ] Používá ultračisté metalorganics a / nebo hydridy tak jako předchůdce zdrojové materiály v okolním plynu, jako např vodík.

Mezi další techniky výběru patří:

Tabulka polovodičových materiálů

SkupinaElem.MateriálVzorecMezera v pásmu (eV )Typ mezeryPopis
IV1diamantC5.47[4][5]nepřímýVynikající tepelná vodivost. Vynikající mechanické a optické vlastnosti. Extrémně vysoký nanomechanický rezonátor faktor kvality.[6]
IV1KřemíkSi1.12[4][5]nepřímýPoužívá se v konvenčních krystalický křemík (c-Si) solární články, a ve své amorfní formě jako amorfní křemík (a-Si) v tenkovrstvé solární články. Nejběžnější polovodičový materiál v fotovoltaika; dominuje světovému FV trhu; snadno vyrobitelné; dobré elektrické a mechanické vlastnosti. Tvoří vysokou kvalitu tepelný oxid pro izolační účely. Nejběžnější materiál používaný při výrobě Integrované obvody.
IV1GermaniumGe0.67[4][5]nepřímýPoužívá se v diodách včasné detekce radaru a prvních tranzistorech; vyžaduje nižší čistotu než křemík. Substrát pro vysokou účinnost multifunkční fotovoltaické články. Velmi podobná mřížková konstanta jako galium arsenid. Vysoce čisté krystaly používané pro gama spektroskopie. Může růst vousky, které zhoršují spolehlivost některých zařízení.
IV1Šedá cín, α-SnSn0.00,[7] 0.08[8]nepřímýNízkoteplotní allotrope (diamantová kubická mřížka).
IV2Karbid křemíku, 3C-SiCSiC2.3[4]nepřímýpoužívá se pro rané žluté LED diody
IV2Karbid křemíku, 4H-SiCSiC3.3[4]nepřímý
IV2Karbid křemíku, 6H-SiCSiC3.0[4]nepřímýpoužívá se pro rané modré LED
VI1Síra, α-SS82.6[9]
VI1Šedý selenSe1.74nepřímýPoužito v usměrňovače selenu.
VI1Červený selenSe2.05nepřímý[10]
VI1TelurTe0.33
III-V2Nitrid boru, krychlovýBN6.36[11]nepřímýpotenciálně užitečné pro ultrafialové LED diody
III-V2Nitrid boru, šestihrannýBN5.96[11]kvazi-přímýpotenciálně užitečné pro ultrafialové LED diody
III-V2Nanotrubice z nitridu boruBN~5.5
III-V2Fosfid boruBP2nepřímý
III-V2Arsenid boruBA1.14[12] PřímoOdolný vůči radiační poškození, možné aplikace v betavoltaics.
III-V2Arsenid boruB12Tak jako23.47nepřímýOdolný vůči radiační poškození, možné aplikace v betavoltaics.
III-V2Nitrid hliníkuAlN6.28[4]PřímoPiezoelektrický. Není použit samostatně jako polovodič; AlN-close GaAlN možná použitelný pro ultrafialové LED diody. Na AlN bylo dosaženo neefektivní emise při 210 nm.
III-V2Fosfid hlinitýHorská pastvina2.45[5]nepřímý
III-V2Arsenid hlinitýBěda2.16[5]nepřímý
III-V2Antimonid hlinitýAlSb1.6/2.2[5]nepřímé / přímé
III-V2Nitrid gáliaGaN3.44[4][5]Přímoproblematické dotovat na p-typ, p-doping s Mg a žíhání povoleno první vysoce účinné modré LED[3] a modré lasery. Velmi citlivý na ESD. Necitlivý na ionizující záření, vhodný pro solární panely kosmických lodí. Tranzistory GaN mohou pracovat při vyšších napětích a vyšších teplotách než GaAs, které se používají v mikrovlnných výkonových zesilovačích. Při dopování např. mangan, se stává magnetický polovodič.
III-V2Fosfid gáliaMezera2.26[4][5]nepřímýPoužívá se u levných červených / oranžových / zelených LED diod s nízkou až střední jasností. Používá se samostatně nebo s GaAsP. Transparentní pro žluté a červené světlo, používá se jako substrát pro červené / žluté LED GaAsP. Dopovaný S nebo Te pro n-typ, Zn pro p-typ. Čistý GaP vyzařuje zeleně, dusíkem dopovaný GaP vyzařuje žlutozeleně, ZnO-dopovaný GaP vyzařuje červeně.
III-V2Gallium arsenidGaAs1.43[4][5]Přímodruhý nejběžnější v použití po křemíku, běžně používaný jako substrát pro jiné polovodiče III-V, např. InGaAs a GaInNAs. Křehký. Mobilita s nižšími otvory než u tranzistorů CMOS typu Si, P neproveditelná. Vysoká hustota nečistot, obtížné vyrobit malé struktury. Používá se pro blízké infračervené LED diody, rychlou elektroniku a vysokou účinnost solární články. Velmi podobná mřížková konstanta jako germanium, lze pěstovat na germániových substrátech.
III-V2Antimonid galiaGaSb0.726[4][5]PřímoPoužívá se pro infračervené detektory a LED a termofotovoltaika. Dopoval n Te, p Zn.
III-V2Nitrid indiaHospoda0.7[4]PřímoMožné použití v solárních článcích, ale doping typu p je obtížný. Používá se často jako slitiny.
III-V2Fosfid indiaInP1.35[4]PřímoBěžně se používá jako substrát pro epitaxní InGaAs. Vynikající rychlost elektronů, používaná ve vysoce výkonných a vysokofrekvenčních aplikacích. Používá se v optoelektronice.
III-V2Arsenid indiaInAs0.36[4]PřímoPoužívá se pro infračervené detektory po dobu 1–3,8 µm, chlazené nebo nechlazené. Vysoká mobilita elektronů. Tečky InAs v matici InGaAs mohou sloužit jako kvantové tečky. Kvantové tečky mohou být vytvořeny z monovrstvy InAs na InP nebo GaAs. Silný foto-prosinec emitor, používaný jako a terahertzové záření zdroj.
III-V2Antimonid indiaInSb0.17[4]PřímoPoužívá se v infračervených detektorech a tepelných zobrazovacích senzorech, vysoká kvantová účinnost, nízká stabilita, vyžadují chlazení, používané ve vojenských termálních zobrazovacích systémech s dlouhým dosahem. Struktura AlInSb-InSb-AlInSb použitá jako kvantová studna. Velmi vysoko elektronová mobilita, elektronová rychlost a balistická délka. Tranzistory mohou pracovat pod 0,5 V a nad 200 GHz. Terahertzovy frekvence mohou být dosažitelné.
II-VI2Selenid kademnatýCdSe1.74[5]PřímoNanočástice používá se jako kvantové tečky. Vnitřní typ n, obtížně dopovatelný p-typ, ale může být p-typ dopovaný dusíkem. Možné použití v optoelektronice. Testováno na vysoce účinné solární články.
II-VI2Sulfid kademnatýCdS2.42[5]PřímoPoužito v fotorezistory a solární články; CdS / Cu2S byl první efektivní solární článek. Používá se v solárních článcích s CdTe. Společné jako kvantové tečky. Krystaly mohou působit jako lasery v pevné fázi. Elektroluminiscenční. Když je dotován, může působit jako fosfor.
II-VI2Tellurid kademnatýCdTe1.49[5]PřímoPoužívá se v solárních článcích s CdS. Použito v tenkovrstvé solární články a další fotovoltaika teluridu kadmia; méně efektivní než krystalický křemík ale levnější. Vysoký elektrooptický efekt, použito v elektrooptické modulátory. Fluorescenční při 790 nm. Nanočástice použitelné jako kvantové tečky.
II-VI, oxid2Oxid zinečnatýZnO3.37[5]PřímoFotokatalytické. Mezera pásma je laditelná od 3 do 4 eV legováním s oxid hořečnatý a oxid kademnatý. Skutečný doping typu n, p je obtížný. Těžký doping z hliníku, india nebo gália poskytuje transparentní vodivé povlaky; ZnO: Al se používá jako okenní nátěry průhledné ve viditelné a reflexní v infračervené oblasti a jako vodivé fólie na LCD displejích a solárních panelech jako náhrada za oxid india a cínu. Odolný proti radiačnímu poškození. Možné použití v LED a laserových diodách. Možné použití v náhodné lasery.
II-VI2Selenid zinečnatýZnSe2.7[5]PřímoPoužívá se pro modré lasery a LED diody. Snadno doping typu n, doping typu p je obtížný, ale lze ho provést např. dusík. Běžný optický materiál v infračervené optice.
II-VI2Síran zinečnatýZnS3.54/3.91[5]PřímoMezera mezi pásmy 3,54 eV (kubický), 3,91 (šestihranný). Lze dopovat jak n-tak p-typ. Běžný scintilátor / fosfor, pokud je vhodně dotován.
II-VI2Tellurid zinečnatýZnTe2.25[5]PřímoLze pěstovat na AlSb, GaSb, InAs a PbSe. Používá se v solárních článcích, součástech mikrovlnných generátorů, modrých LED diodách a laserech. Používá se v elektrooptice. Dohromady s lithium niobát slouží ke generování terahertzové záření.
I-VII2Chlorid měďnýCuCl3.4[13]Přímo
I-VI2Sulfid měďnatýCu2S1.2nepřímýp-typ, Cu2S / CdS byl první efektivní tenkovrstvý solární článek
IV-VI2Olověný selenidPbSe0.27PřímoPoužívá se v infračervených detektorech pro tepelné zobrazování. Nanokrystaly použitelné jako kvantové tečky. Dobrý vysokoteplotní termoelektrický materiál.
IV-VI2Sulfid olovnatý (II)PbS0.37Minerální galenit, první polovodič v praktickém použití, používaný v detektory kočičích vousů; detektory jsou pomalé kvůli vysoké dielektrické konstantě PbS. Nejstarší materiál používaný v infračervených detektorech. Při pokojové teplotě může detekovat SWIR, delší vlnové délky vyžadují chlazení.
IV-VI2Olovo teluridPbTe0.32Nízká tepelná vodivost, dobrý termoelektrický materiál při zvýšené teplotě pro termoelektrické generátory.
IV-VI2Sulfid cínatýSnS1.3/1.0[14]přímé / nepříméCín sulfid (SnS) je polovodič s přímou optickou mezerou v pásmu 1,3 eV a absorpčním koeficientem nad 104 cm−1 pro fotonové energie nad 1,3 eV. Jedná se o polovodič typu p, jehož elektrické vlastnosti lze přizpůsobit dopingem a strukturálními úpravami a od deseti let se ukázal jako jeden z jednoduchých, netoxických a cenově dostupných materiálů pro tenkovrstvé solární články.
IV-VI2Sulfid cínatýSnS22.2SnS2 je široce používán v aplikacích snímání plynů.
IV-VI2Cín teluridSnTe0.18Složitá struktura pásma.
IV-VI3Olovo cín teluridPb1 − xSnXTe0-0.29Používá se v infračervených detektorech a pro termální zobrazování
IV-VI3Tellurid thaliumTl2SnTe5
IV-VI3Tellurid thallium germaniumTl2GeTe5
V-VI, vrstvené2Tellurid vizmutuBi2Te3Efektivní termoelektrický materiál blízký pokojové teplotě, když je legován selenem nebo antimonem. Vrstvený polovodič s úzkou mezerou. Vysoká elektrická vodivost, nízká tepelná vodivost. Topologický izolátor.
II-V2Fosfid kademnatýCD3P20.5[15]
II-V2Arsenid kademnatýCD3Tak jako20Vnitřní polovodič typu N. Velmi vysoká mobilita elektronů. Používá se v infračervených detektorech, fotodetektorech, dynamických tenkovrstvých tlakových senzorech a magnetorezistory. Nedávná měření naznačují, že 3D Cd3Tak jako2 je vlastně Diracův semimetal s nulovou pásmovou mezerou, ve kterém se elektrony chovají relativisticky jako v grafen.[16]
II-V2Antimonid kademnatýCD3Sb2
II-V2Fosfid zinečnatýZn3P21.5[17]PřímoObvykle typ p.
II-V2Difosfid zinečnatýZnP22.1[18]
II-V2Arzenid zinečnatýZn3Tak jako21.0[19]Nejnižší přímé a nepřímé mezery jsou v rozmezí 30 meV nebo od sebe navzájem.[19]
II-V2Antimonid zinečnatýZn3Sb2Používá se v infračervených detektorech a termokamerách, tranzistorech a magnetorezistorech.
Kysličník2Oxid titaničitý, anataseTiO23.20[20]nepřímýfotokatalytické, typu n
Kysličník2Oxid titaničitý, rutilTiO23.0[20]Přímofotokatalytické, typu n
Kysličník2Oxid titaničitý, brookitTiO23.26[20][21]
Kysličník2Oxid měďnatýCu2Ó2.17[22]Jeden z nejvíce studovaných polovodičů. Mnoho aplikací a efektů se s ním poprvé projevilo. Dříve používaný v usměrňovacích diodách, před křemíkem.
Kysličník2Oxid měďnatýCuO1.2Polovodič typu N. [23]
Kysličník2Oxid uraničitýUO21.3Vysoký Seebeckův koeficient, odolný vůči vysokým teplotám, slibný termoelektrický a termofotovoltaika aplikace. Dříve používaný v rezistorech URDOX, vodivý při vysoké teplotě. Odolný vůči radiační poškození.
Kysličník2Oxid uranovýUO3
Kysličník2Oxid bismutitýBi2Ó3Iontový vodič, aplikace v palivových článcích.
Kysličník2Oxid cínatýSnO23.7Polovodič typu N s nedostatkem kyslíku. Používá se v senzorech plynu.
Kysličník3Titaničnan barnatýBaTiO33Feroelektrický, piezoelektrický. Používá se v některých nechlazených termokamerách. Použito v nelineární optika.
Kysličník3Titanát strontnatýSrTiO33.3Feroelektrický, piezoelektrický. Použito v varistory. Vodivé, když niob -doped.
Kysličník3Lithium niobátLiNbO34Feroelektrická, piezoelektrická, show Pockelsův efekt. Široké využití v elektrooptice a fotonice.
Kysličník3Oxid lanthanitý mědiLos Angeles2CuO42supravodivý pokud je dopován bariem nebo stroncium
V-VI2monoklinický Oxid vanadičitýVO20.7[24]optickýstabilní pod 67 ° C
Vrstvené2Jodid olovnatýPbI2
Vrstvené2Sulfid molybdeničitýMoS21,23 eV (2H)[25]nepřímý
Vrstvené2Selenid galiaGaSe2.1nepřímýPhotoconductor. Použití v nelineární optice.
Vrstvené2Cín sulfidSnS> 1,5 eVPřímo
Vrstvené2Sulfid vizmutuBi2S3
Magnetické, zředěné (DMS)[26]3Arsenid manganatý galiumGaMnAs
Magnetické, zředěné (DMS)3Arsenid india a manganuInMnAs
Magnetické, zředěné (DMS)3Tellurid kademnatý manganatýCdMnTe
Magnetické, zředěné (DMS)3Olovo manganičitýPbMnTe
Magnetický4Manganistan vápenatý lanthanitýLos Angeles0.7Ca.0.3MnO3kolosální magnetorezistence
Magnetický2Oxid železitýFeOantiferomagnetický
Magnetický2Oxid nikelnatýNiO3.6–4.0Přímo[27][28]antiferomagnetický
Magnetický2Oxid evropský (II)EuOferomagnetický
Magnetický2Europium (II) sulfidEuSferomagnetický
Magnetický2Bromid chromitýCrBr3
jiný3Selenid india mědi, SNSCuInSe21Přímo
jiný3Síran galium stříbrnýAgGaS2nelineární optické vlastnosti
jiný3Zinek-křemičitý fosfidZnSiP2
jiný2Trisulfid arsenitý NerostTak jako2S32.7[29]Přímopolovodivý v krystalickém i sklovitém stavu
jiný2Síran arsenitý RealgarTak jako4S4polovodivý v krystalickém i sklovitém stavu
jiný2Platinový silicidPtSiPoužívá se v infračervených detektorech po dobu 1–5 µm. Používá se v infračervené astronomii. Vysoká stabilita, nízký drift, používaný pro měření. Nízká kvantová účinnost.
jiný2Jodid bismutitýBiI3
jiný2Jodid rtuťnatýHgI2Používá se v některých gama a rentgenových detektorech a zobrazovacích systémech pracujících při pokojové teplotě.
jiný2Bromid thalia (I)TlBr2.68[30]Používá se v některých gama a rentgenových detektorech a zobrazovacích systémech pracujících při pokojové teplotě. Používá se jako rentgenový obrazový snímač v reálném čase.
jiný2Sulfid stříbrnýAg2S0.9[31]
jiný2Disulfid železaFeS20.95Minerální pyrit. Použito později detektory kočičích vousů, vyšetřován pro solární články.
jiný4Síran cín měďnatý, CZTSCu2ZnSnS41.49PřímoCu2ZnSnS4 je odvozen od CIGS a nahrazuje Indium / Gallium hojným obsahem Zinku / Cínu.
jiný4Měď zinek antimon sulfid, CZASCu1.18Zn0.40Sb1.90S7.22.2[32]PřímoAntimon sulfid měďnatý je odvozen od sulfidu měďnatého antimonitého (CAS), což je famatinitová třída sloučenin.
jiný3Síran měďnatý, CTSCu2SnS30.91PřímoCu2SnS3 je polovodič typu p a lze jej použít v tenkovrstvých solárních článcích.

Tabulka systémů polovodičových slitin

Následující polovodičové systémy lze do určité míry vyladit a nepředstavují jediný materiál, ale třídu materiálů.

SkupinaElem.Třída materiáluVzorecMezera v pásmu (eV ) dolníhorníTyp mezeryPopis
IV-VI3Olovo cín teluridPb1 − xSnXTe00.29Používá se v infračervených detektorech a pro termální zobrazování
IV2Křemík-germaniumSi1−XGeX0.671.11[4]nepřímýnastavitelná mezera pásu, umožňuje konstrukci heterojunction struktur. Určité tloušťky superlattices mít přímou mezeru v pásmu.[33]
IV2Křemík-cínSi1−XSnX1.01.11nepřímýNastavitelná mezera pásma.[34]
III-V3Arsenid hlinitý galiumAlXGa1−XTak jako1.422.16[4]přímé / nepřímépřímá mezera v pásmu pro x <0,4 (odpovídá 1,42–1,95 eV); lze mřížkově přizpůsobit substrátu GaAs v celém rozsahu složení; má sklon k oxidaci; n-doping se Si, Se, Te; p-doping se Zn, C, Be, Mg.[3] Lze použít pro infračervené laserové diody. Používá se jako bariérová vrstva v zařízeních GaAs k omezení elektronů na GaAs (viz např. QWIP ). AlGaAs se složením blízkým AlAs je téměř průhledný pro sluneční světlo. Používá se v solárních článcích GaAs / AlGaAs.
III-V3Arsenid india galiavXGa1−XTak jako0.361.43PřímoDobře vyvinutý materiál. Lze je přizpůsobit mřížce k podkladům InP. Použití v infračervené technologii a termofotovoltaika. Obsah india určuje hustotu nosiče náboje. Pro X= 0,015, InGaAs dokonale odpovídá mřížce germania; lze použít v multijunkčních fotovoltaických článcích. Používá se v infračervených senzorech, lavinových fotodiodách, laserových diodách, detektorech komunikace optickými vlákny a infračervených kamerách krátkých vln.
III-V3Fosfid india gáliavXGa1−XP1.352.26přímé / nepřímépoužívá LEM a HBT struktur a vysoce efektivní multijunkci solární články např. satelity. Ga0.5v0.5P je téměř mřížkově přizpůsobeno GaAs, přičemž AlGaIn se používá pro kvantové jamky pro červené lasery.
III-V3Arsenid india hlinitýAlXv1−XTak jako0.362.16přímé / nepříméVyrovnávací vrstva je metamorfovaná LEM tranzistory, upravující mřížkovou konstantu mezi substrátem GaAs a kanálem GaInAs. Může vytvářet vrstvené heterostruktury fungující jako kvantové jamky, např. kvantové kaskádové lasery.
III-V3Antimonid hlinitý indiaAlXv1−XSb
III-V3Nitrid arsenidu galiumGaAsN
III-V3Fosfid arsenidu galiumGaAsP1.432.26přímé / nepříméPoužívá se v červené, oranžové a žluté LED. Často se pěstuje na GaP. Může být dopován dusíkem.
III-V3Antimonid galium arseniduGaAsSb0.71.42[4]Přímo
III-V3Nitrid hlinitý galiumAlGaN3.446.28PřímoPoužito v modrý laser diody, ultrafialové LED (do 250 nm) a AlGaN / GaN LEMY. Lze pěstovat na safíru. Použito v heterojunkce s AlN a GaN.
III-V3Fosfid hlinitý galiumAlGaP2.262.45nepřímýPoužívá se v některých zelených LED.
III-V3Nitrid galium indiaInGaN23.4PřímovXGa1 – xN, x obvykle mezi 0,02–0,3 (0,02 pro téměř UV, 0,1 pro 390 nm, 0,2 pro 420 nm, 0,3 pro 440 nm). Lze pěstovat epitaxně na safíru, SiC destičkách nebo křemíku. Kvantové jamky InGaN používané v moderních modrých a zelených LED jsou účinnými zářiči od zelené po ultrafialové. Necitlivý na radiační poškození, možné použití v satelitních solárních článcích. Necitlivý na vady, tolerantní k mřížkovému nesouladu poškození. Vysoká tepelná kapacita.
III-V3Antimonid india arseniduInAsSb
III-V3Antimonid india galiaInGaSb
III-V4Fosfid india hlinitý galiumAlGaInPpřímé / nepřímétaké InAlGaP, InGaAlP, AlInGaP; pro přizpůsobení mřížky substrátům GaAs je molární zlomek In fixován na přibližně 0,48, poměr Al / Ga je upraven tak, aby bylo dosaženo mezer mezi pásmy mezi přibližně 1,9 a 2,35 eV; přímé nebo nepřímé mezery v pásmu v závislosti na poměrech Al / Ga / In; používá se pro vlnové délky mezi 560–650 nm; má tendenci tvořit uspořádané fáze během depozice, které je třeba zabránit[3]
III-V4Fosfid arsenidu hlinitého a gáliaAlGaAsP
III-V4Fosfid arsenidu india galiaInGaAsP
III-V4Antimonid arsenidu india galiaInGaAsSbPoužití v termofotovoltaika.
III-V4Antimonidfosfid indium-arsenidInAsSbPPoužití v termofotovoltaika.
III-V4Fosfid arsenidu hlinitého indiaAlInAsP
III-V4Nitrid arsenidu hlinitého a gáliaAlGaAsN
III-V4Nitrid arsenidu india galiaInGaAsN
III-V4Nitrid arsenidu india a hliníkuInAlAsN
III-V4Galimon arsenid antimonid nitridGaAsSbN
III-V5Gallium nitrid indium arsenid antimonidGaInNAsSb
III-V5Antimonid fosfid india arsenidu indiaGaInAsSbPLze pěstovat na InAs, GaSb a dalších substrátech. Lze je přizpůsobit různým složením. Možné použít pro střední infračervené LED diody.
II-VI3Tellurid kademnatý zinečnatý, CZTCdZnTe1.42.2PřímoEfektivní rentgenový a gama detektor v pevné fázi může pracovat při pokojové teplotě. Vysoký elektrooptický koeficient. Používá se v solárních článcích. Může být použit ke generování a detekci terahertzového záření. Může být použit jako substrát pro epitaxní růst HgCdTe.
II-VI3Rtuť kadmium teluridHgCdTe01.5Známý jako „MerCad“. Rozsáhlé použití u citlivých chlazených infračervené zobrazování senzory, infračervená astronomie a infračervené detektory. Slitina rtuť telurid (A půlměsíc, nulová mezera v pásmu) a CdTe. Vysoká mobilita elektronů. Jediný běžný materiál schopný pracovat jak v rozmezí 3–5 µm, tak 12–15 µm atmosférická okna. Lze pěstovat na CdZnTe.
II-VI3Rtuť zinek teluridHgZnTe02.25Používá se v infračervených detektorech, infračervených zobrazovacích senzorech a infračervené astronomii. Lepší mechanické a tepelné vlastnosti než HgCdTe, ale obtížnější ovládání složení. Složitější vytváření složitých heterostruktur.
II-VI3Rtuťnatý selenid zinkuHgZnSe
II-V4Arzenid fosfidu zinečnatého a kademnatého(Zn1 − xCDX)3(Str1-yTak jakoy)2[35]0[16]1.5[36]Různé aplikace v optoelektronice (včetně fotovoltaiky), elektronice a termoelektrika.[37]
jiný4Měď selenid india galia, CIGSCu (In, Ga) Se211.7PřímoCuInXGa1 – xSe2. Polykrystalický. Použito v tenkovrstvé solární články.

Viz také

Reference

  1. ^ Jones, E.D. (1991). "Řízení polovodičové vodivosti dopováním". In Miller, L. S .; Mullin, J. B. (eds.). Elektronické materiály. New York: Plenum Press. 155–171. doi:10.1007/978-1-4615-3818-9_12. ISBN  978-1-4613-6703-1.
  2. ^ Milton Ohring Spolehlivost a selhání elektronických materiálů a zařízení Academic Press, 1998, ISBN  0-12-524985-3, str. 310.
  3. ^ A b C d John Dakin, Robert G. W. Brown Příručka optoelektroniky, svazek 1, CRC Press, 2006 ISBN  0-7503-0646-7 p. 57
  4. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str q r "Archiv NSM - fyzikální vlastnosti polovodičů". www.ioffe.ru. Archivovány od originál dne 2015-09-28. Citováno 2010-07-10.
  5. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str q Safa O. Kasap; Peter Capper (2006). Springerova příručka elektronických a fotonických materiálů. Springer. 54, 327. ISBN  978-0-387-26059-4.
  6. ^ Y. Tao, J. M. Boss, B. A. Moores, C. L. Degen (2012). Jednokrystalické diamantové nanomechanické rezonátory s faktory kvality vyššími než jeden milion. arXiv: 1212.1347
  7. ^ Kittel, Charles (1956). Úvod do fyziky pevných látek (7. vydání). Wiley.
  8. ^ "Cín, Sn". www.matweb.com.
  9. ^ Abass, A. K .; Ahmad, N.H. (1986). "Nepřímé zkoumání mezer v pásmu ortorombických monokrystalů síry". Journal of Physics and Chemistry of Solids. 47 (2): 143. Bibcode:1986JPCS ... 47..143A. doi:10.1016 / 0022-3697 (86) 90123-X.
  10. ^ Rajalakshmi, M .; Arora, Akhilesh (2001). "Stabilita monoklinických selenových nanočástic". Fyzika pevných látek. 44: 109.
  11. ^ A b Evans, DA; McGlynn, A G; Towlson, B M; Gunn, M; Jones, D; Jenkins, TE; Winter, R; Poolton, N R J (2008). „Stanovení energie optického pásma mezery kubického a hexagonálního nitridu boru pomocí luminiscenční excitační spektroskopie“ (PDF). Journal of Physics: Condensed Matter. 20 (7): 075233. Bibcode:2008JPCM ... 20g5233E. doi:10.1088/0953-8984/20/7/075233.
  12. ^ Xie, Meiqiu a kol. „Dvourozměrné polovodiče BX (X = P, As, Sb) s mobilitami blížícími se grafenu.“ Nanoscale 8.27 (2016): 13407-13413.
  13. ^ Claus F. Klingshirn (1997). Polovodičová optika. Springer. p. 127. ISBN  978-3-540-61687-0.
  14. ^ Patel, Malkeshkumar; Indrajit Mukhopadhyay; Abhijit Ray (26. května 2013). "Vliv žíhání na strukturní a optické vlastnosti stříkaných tenkých vrstev SnS". Optické materiály. 35 (9): 1693–1699. Bibcode:2013OptMa..35.1693P. doi:10.1016 / j.optmat.2013.04.034.
  15. ^ Haacke, G .; Castellion, G. A. (1964). "Příprava a polovodičové vlastnosti Cd3P2". Journal of Applied Physics. 35: 2484. doi:10.1063/1.1702886.
  16. ^ A b Borisenko, Sergey; et al. (2014). "Experimentální realizace trojrozměrného Diracova semimetalu". Dopisy o fyzické kontrole. 113 (27603): 027603. arXiv:1309.7978. Bibcode:2014PhRvL.113b7603B. doi:10.1103 / PhysRevLett.113.027603. PMID  25062235. S2CID  19882802.
  17. ^ Kimball, Gregory M .; Müller, Astrid M .; Lewis, Nathan S .; Atwater, Harry A. (2009). „Fotoluminiscenční měření energetické mezery a difúzní délky Zn3P2" (PDF). Aplikovaná fyzikální písmena. 95 (11): 112103. Bibcode:2009ApPhL..95k2103K. doi:10.1063/1.3225151. ISSN  0003-6951.
  18. ^ Syrbu, N. N .; Stamov, I. G .; Morozová, V. I .; Kiossev, V. K .; Peev, L. G. (1980). "Struktura energetického pásma Zn3P2, ZnP2 a CdP2 krystaly na fotovodivosti modulované vlnovou délkou a fotoresponzivní spektra Schottkyho diody " Sborník z prvního mezinárodního sympozia o fyzice a chemii sloučenin II-V: 237–242.
  19. ^ A b Botha, J. R .; Scriven, G. J .; Engelbrecht, J. A. A .; Leitch, A. W. R. (1999). "Fotoluminiscenční vlastnosti metalorganické parní fáze epitaxiální Zn3As2". Journal of Applied Physics. 86 (10): 5614–5618. doi:10.1063/1.371569.
  20. ^ A b C Rahimi, N .; Pax, R. A .; MacA. Gray, E. (2016). "Přehled funkčních oxidů titanu. I: TiO2 a jeho modifikace". Pokrok v chemii pevných látek. 44 (3): 86–105. doi:10.1016 / j.progsolidstchem.2016.07.002.
  21. ^ S. Banerjee; et al. (2006). „Fyzika a chemie fotokatalytického oxidu titaničitého: Vizualizace baktericidní aktivity pomocí mikroskopie atomových sil“ (PDF). Současná věda. 90 (10): 1378.
  22. ^ O. Madelung; U. Rössler; M. Schulz, eds. (1998). "Struktura pásma oxidu měďného (Cu2O), energie pásma". Landolt-Börnstein - kondenzovaná látka skupiny III. Numerická data a funkční vztahy ve vědě a technologii. Landolt-Börnstein - kondenzovaná látka skupiny III. 41C: Netetraedrálně vázané prvky a binární sloučeniny I. s. 1–4. doi:10.1007/10681727_62. ISBN  978-3-540-64583-2.
  23. ^ Lee, Thomas H. (2004). Planární mikrovlnná technika: Praktický průvodce teorií, měřením a obvody. UK: Cambridge Univ. Lis. p. 300. ISBN  978-0-521-83526-8.
  24. ^ Shin, S .; Suga, S .; Taniguchi, M .; Fujisawa, M .; Kanzaki, H .; Fujimori, A .; Daimon, H .; Ueda, Y .; Kosuge, K. (1990). „Vakuově-ultrafialová odrazivost a fotoemise studie fázových přechodů kov-izolátor ve VO 2, V 6 O 13 a V 2 O 3“. Fyzický přehled B. 41 (8): 4993–5009. Bibcode:1990PhRvB..41.4993S. doi:10.1103 / fyzrevb.41.4993. PMID  9994356.
  25. ^ Kobayashi, K .; Yamauchi, J. (1995). „Elektronická struktura a skenovací-tunelovací-mikroskopický obraz povrchů dichlorkogenidu molybdenu“. Fyzický přehled B. 51 (23): 17085–17095. Bibcode:1995PhRvB..5117085K. doi:10.1103 / PhysRevB.51.17085. PMID  9978722.
  26. ^ B. G. Yacobi Polovodičové materiály: úvod do základních principů Springer, 2003, ISBN  0-306-47361-5
  27. ^ Syntéza a charakterizace nanodimenzionálních polovodičů oxidu nikelnatého (NiO). Chakrabarty a K. Chatterjee
  28. ^ Syntéza a magnetické pole pro pokojovou teplotu Behaviorof Nanokrystalické oxidy niklu Kwanruthai Wongsaprom * [a] a Santi Maensiri [b]
  29. ^ Sulfid arsenitý (As2S3)
  30. ^ Teplotní závislost spektroskopického výkonu rentgenových a gama detektorů thaliumbromidu
  31. ^ HODY; Ebooks Corporation (8. října 2002). Depozice chemických roztoků polovodičových filmů. CRC Press. 319–. ISBN  978-0-8247-4345-1. Citováno 28. června 2011.
  32. ^ Prashant K Sarswat; Michael L Free (2013). „Vylepšená fotoelektrochemická odezva z tenkých vrstev sulfidu měďnatého na bázi sulfidu zinečnatého na průhledné vodivé elektrodě“. International Journal of Photoenergy. 2013: 1–7. doi:10.1155/2013/154694.
  33. ^ Rajakarunanayake, Yasantha Nirmal (1991) Optické vlastnosti superlatt Si-Ge a superlattices II-VI s širokým pásmem Disertační práce (Ph.D.), Kalifornský technologický institut
  34. ^ Hussain, Aftab M .; Fahad, Hossain M .; Singh, Nirpendra; Sevilla, Galo A. Torres; Schwingenschlögl, Udo; Hussain, Muhammad M. (2014). „Cín - nepravděpodobný spojenec tranzistorů s efektem křemíkového pole?“. Physica Status Solidi RRL. 8 (4): 332–335. Bibcode:2014PSSRR ... 8..332H. doi:10.1002 / pssr.201308300.
  35. ^ Trukhan, V. M .; Izotov, A. D .; Shoukavaya, T. V. (2014). "Sloučeniny a tuhá řešení systému Zn-Cd-P-As v polovodičové elektronice". Anorganické materiály. 50 (9): 868–873. doi:10.1134 / S0020168514090143.
  36. ^ Cisowski, J. (1982). "Řazení na úrovni II3-PROTI2 Polovodičové sloučeniny ". Physica Status Solidi (B). 111: 289–293.
  37. ^ Arushanov, E. K. (1992). „II3PROTI2 sloučeniny a slitiny ". Pokrok v růstu krystalů a charakterizace materiálů. 25 (3): 131–201. doi:10.1016 / 0960-8974 (92) 90030-T.