Список полупроводниковых материалов - List of semiconductor materials

Полупроводниковые материалы номинально маленькие запрещенная зона изоляторы. Определяющее свойство полупроводник материал в том, что это может быть допированный с примесями, которые изменяют его электронные свойства контролируемым образом.[1] Из-за их применения в компьютер и фотоэлектрический промышленность - в таких устройствах, как транзисторы, лазеры, и солнечные батареи - поиск новых полупроводниковых материалов и улучшение существующих материалов является важной областью исследований в материаловедение.

Наиболее часто используемые полупроводниковые материалы: кристаллический неорганические твердые вещества. Эти материалы классифицируются по группы периодической таблицы составляющих их атомы.

Различные полупроводниковые материалы различаются по своим свойствам. Таким образом, по сравнению с кремний, составные полупроводники имеют как достоинства, так и недостатки. Например, арсенид галлия (GaAs) в шесть раз выше подвижность электронов чем кремний, что позволяет работать быстрее; Шире запрещенная зона, что позволяет работать силовым устройствам при более высоких температурах и дает более низкие тепловой шум к маломощным устройствам при комнатной температуре; это прямая запрещенная зона дает более благоприятный оптоэлектронный свойства, чем непрямая запрещенная зона кремния; он может быть легирован в тройные и четвертичные составы с регулируемой шириной запрещенной зоны, что позволяет излучать свет на выбранных длинах волн, что делает возможным согласование с длинами волн, наиболее эффективно передаваемых через оптические волокна. GaAs можно также выращивать в полуизолирующей форме, которая подходит в качестве изолирующей подложки согласования решетки для устройств на основе GaAs. И наоборот, кремний прочный, дешевый и простой в обработке, тогда как GaAs хрупкий и дорогой, а изоляционные слои не могут быть созданы путем простого выращивания оксидного слоя; Поэтому GaAs используется только там, где кремния недостаточно.[2]

Путем легирования нескольких соединений можно изменять некоторые полупроводниковые материалы, например, в запрещенная зона или же постоянная решетки. В результате получаются тройные, четвертичные или даже пятикомпонентные композиции. Тройные композиции позволяют регулировать ширину запрещенной зоны в пределах используемых бинарных соединений; однако в случае комбинации материалов с прямой и непрямой запрещенной зоной существует соотношение, в котором преобладает непрямая запрещенная зона, ограничивая диапазон, используемый для оптоэлектроники; например AlGaAs Светодиоды ограничены этим до 660 нм. Постоянные решетки соединений также имеют тенденцию быть разными, и несоответствие решеток подложке, зависящее от соотношения компонентов смеси, вызывает дефекты в количестве, зависящем от величины несоответствия; это влияет на соотношение достижимой излучательной / безызлучательной рекомбинации и определяет световую отдачу устройства. Четвертичные и более высокие составы позволяют одновременно регулировать ширину запрещенной зоны и постоянную решетки, что позволяет увеличить эффективность излучения в более широком диапазоне длин волн; например, для светодиодов используется AlGaInP. Материалы, прозрачные для генерируемой длины волны света, имеют преимущество, поскольку это позволяет более эффективно извлекать фотоны из основной массы материала. То есть в таких прозрачных материалах светоотдача не ограничивается только поверхностью. Показатель преломления также зависит от состава и влияет на эффективность извлечения фотонов из материала.[3]

Типы полупроводниковых материалов

Составные полупроводники

А составной полупроводник полупроводник сложный состоит из химические элементы как минимум двух разных видов. Эти полупроводники обычно образуются в группы периодической таблицы 13–15 (старые группы III – V), например элементов из Группа бора (старая группа III, бор, алюминий, галлий, индий ) и из группа 15 (старая группа V, азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут ). Диапазон возможных формул довольно широк, поскольку эти элементы могут образовывать двоичные (два элемента, например арсенид галлия (III) (GaAs)), тройной (три элемента, например арсенид галлия индия (InGaAs)) и четвертичный (четыре элемента, например фосфид алюминия, галлия, индия (AlInGaP)) сплавы.

Изготовление

Эпитаксия из паровой фазы металлоорганических соединений (MOVPE) - самая популярная технология осаждения для формирования сложных полупроводниковых тонких пленок для устройств.[нужна цитата ] Он использует сверхчистый металлоорганика и / или гидриды в качестве предшественник исходные материалы в окружающем газе, такие как водород.

Другие методы выбора включают:

Таблица полупроводниковых материалов

ГруппаElem.МатериалФормулаШирина запрещенной зоны (эВ )Тип зазораОписание
IV1АлмазC5.47[4][5]косвенныйОтличная теплопроводность. Превосходные механические и оптические свойства. Экстремально высокий наномеханический резонатор фактор качества.[6]
IV1КремнийSi1.12[4][5]косвенныйИспользуется в обычных кристаллический кремний (c-Si) солнечные батареи, а в его аморфном виде как аморфный кремний (a-Si) в тонкопленочные солнечные элементы. Наиболее распространенный полупроводниковый материал в фотогальваника; доминирует на мировом рынке фотоэлектрических систем; легко изготовить; хорошие электрические и механические свойства. Формы высокого качества термический оксид в целях изоляции. Наиболее распространенный материал, используемый при изготовлении Интегральные схемы.
IV1ГерманийGe0.67[4][5]косвенныйИспользуется в диодах раннего обнаружения радаров и первых транзисторах; требует более низкой чистоты, чем кремний. Подложка для высокой производительности многопереходные фотоэлектрические элементы. Постоянная решетки очень похожа на арсенид галлия. Кристаллы высокой чистоты, используемые для гамма-спектроскопия. Может расти усы, что снижает надежность некоторых устройств.
IV1Серая олово, α-SnSn0.00,[7] 0.08[8]косвенныйНизкотемпературный аллотроп (алмазная кубическая решетка).
IV2Карбид кремния, 3C-SiCSiC2.3[4]косвенныйиспользуется для ранних желтых светодиодов
IV2Карбид кремния, 4H-SiCSiC3.3[4]косвенный
IV2Карбид кремния, 6H-SiCSiC3.0[4]косвенныйиспользуется для ранних синих светодиодов
VI1Сера, α-SS82.6[9]
VI1Серый селенSe1.74косвенныйИспользуется в селеновые выпрямители.
VI1Красный селенSe2.05косвенный[10]
VI1ТеллурTe0.33
III-V2Нитрид бора, кубическийBN6.36[11]косвенныйпотенциально полезно для ультрафиолетовых светодиодов
III-V2Нитрид бора, шестиугольнаяBN5.96[11]почти прямойпотенциально полезно для ультрафиолетовых светодиодов
III-V2Нанотрубка из нитрида бораBN~5.5
III-V2Фосфид бораBP2косвенный
III-V2Арсенид бораБА1.14[12] непосредственныйУстойчивы к радиационное повреждение, возможные приложения в бетавольтаика.
III-V2Арсенид бораB12В качестве23.47косвенныйУстойчивы к радиационное повреждение, возможные приложения в бетавольтаика.
III-V2Нитрид алюминияAlN6.28[4]непосредственныйПьезоэлектрический. Не используется сам по себе как полупроводник; AlN-close GaAlN, возможно, можно использовать для ультрафиолетовых светодиодов. Неэффективное излучение при 210 нм было достигнуто на AlN.
III-V2Фосфид алюминияAlP2.45[5]косвенный
III-V2Арсенид алюминияУвы2.16[5]косвенный
III-V2Антимонид алюминияAlSb1.6/2.2[5]косвенный / прямой
III-V2Нитрид галлияGaN3.44[4][5]непосредственныйпроблематично легировать до p-типа, p-легирование Mg и отжиг позволили первые высокоэффективные синие светодиоды[3] и синие лазеры. Очень чувствителен к электростатическому разряду. Нечувствителен к ионизирующему излучению, подходит для солнечных батарей космических кораблей. Транзисторы GaN могут работать при более высоких напряжениях и температурах, чем GaAs, используемый в усилителях мощности СВЧ. При добавлении, например, марганец, становится магнитный полупроводник.
III-V2Фосфид галлияЗазор2.26[4][5]косвенныйИспользуется в недорогих красных / оранжевых / зеленых светодиодах от низкой до средней яркости. Используется отдельно или с GaAsP. Прозрачный для желтого и красного света, используется в качестве подложки для красно-желтых светодиодов GaAsP. Легированный S или Te для n-типа, Zn для p-типа. Чистый GaP излучает зеленый цвет, GaP, легированный азотом, излучает желто-зеленый, GaP, легированный ZnO, излучает красный цвет.
III-V2Арсенид галлияGaAs1.43[4][5]непосредственныйвторой по распространенности после кремния, обычно используется в качестве подложки для других полупроводников III-V, например InGaAs и GaInNAs. Хрупкий. Более низкая подвижность дырок, чем Si, невозможна в КМОП-транзисторах P-типа. Высокая плотность примесей, затрудняющие изготовление небольших структур. Используется для светодиодов ближнего ИК-диапазона, быстрой электроники и высокой эффективности солнечные батареи. Постоянная решетки очень похожа на германий, можно выращивать на германиевых подложках.
III-V2Антимонид галлияGaSb0.726[4][5]непосредственныйИспользуется для инфракрасных детекторов и светодиодов и термофотовольтаика. Легированный n Te, p с Zn.
III-V2Нитрид индияГостиница0.7[4]непосредственныйВозможно использование в солнечных элементах, но легирование p-типа затруднено. Часто используется в качестве сплавов.
III-V2Фосфид индияInP1.35[4]непосредственныйОбычно используется в качестве подложки для эпитаксиального InGaAs. Превосходная скорость электронов, используемая в мощных и высокочастотных приложениях. Используется в оптоэлектронике.
III-V2Арсенид индияInAs0.36[4]непосредственныйИспользуется для инфракрасных детекторов диаметром 1–3,8 мкм, охлаждаемых или неохлаждаемых. Высокая подвижность электронов. Точки InAs в матрице InGaAs могут служить квантовыми точками. Квантовые точки могут быть сформированы из монослоя InAs на InP или GaAs. Сильный фото-Дембер излучатель, используемый как терагерцовое излучение источник.
III-V2Антимонид индияInSb0.17[4]непосредственныйИспользуется в инфракрасных детекторах и тепловизионных датчиках, имеет высокую квантовую эффективность, низкую стабильность, требует охлаждения, используется в военных тепловизионных системах дальнего действия. Структура AlInSb-InSb-AlInSb, используемая в качестве квантовая яма. Очень высоко подвижность электронов, скорость электронов и баллистическая длина. Транзисторы могут работать ниже 0,5 В и выше 200 ГГц. Возможно, терагерцовые частоты достижимы.
II-VI2Селенид кадмияCdSe1.74[5]непосредственныйНаночастицы используется как квантовые точки. Собственный n-тип, сложный для легирования p-тип, но может быть легирован азотом p-типа. Возможное использование в оптоэлектронике. Проверено на использование высокоэффективных солнечных элементов.
II-VI2Сульфид кадмияCdS2.42[5]непосредственныйИспользуется в фоторезисторы и солнечные элементы; CdS / Cu2S был первым эффективным солнечным элементом. Используется в солнечных элементах с CdTe. Общие как квантовые точки. Кристаллы могут действовать как твердотельные лазеры. Электролюминесцентный. При допировании может действовать как люминофор.
II-VI2Теллурид кадмияCdTe1.49[5]непосредственныйИспользуется в солнечных элементах с CdS. Используется в тонкопленочные солнечные элементы и другие фотогальваника с теллуридом кадмия; менее эффективен, чем кристаллический кремний но дешевле. Высоко электрооптический эффект, используется в электрооптические модуляторы. Флуоресцентный на 790 нм. Наночастицы можно использовать как квантовые точки.
II-VI, оксид2Оксид цинкаZnO3.37[5]непосредственныйФотокаталитический. Ширина запрещенной зоны регулируется от 3 до 4 эВ путем легирования оксид магния и оксид кадмия. Собственное легирование n-типа, p-типа затруднено. Тяжелое легирование алюминием, индием или галлием дает прозрачные проводящие покрытия; ZnO: Al используется в качестве оконных покрытий, прозрачных в видимом и отражающих в инфракрасном диапазоне, а также в качестве проводящих пленок в ЖК-дисплеях и солнечных панелях в качестве замены оксид индия и олова. Устойчив к радиационным повреждениям. Возможно использование в светодиодах и лазерных диодах. Возможное использование в случайные лазеры.
II-VI2Селенид цинкаZnSe2.7[5]непосредственныйИспользуется для синих лазеров и светодиодов. Легкое легирование n-типа, легирование p-типа затруднено, но может быть выполнено, например, с помощью азот. Обычный оптический материал в инфракрасной оптике.
II-VI2Сульфид цинкаZnS3.54/3.91[5]непосредственныйШирина запрещенной зоны 3,54 эВ (кубическая), 3,91 (гексагональная). Могут быть легированы как n-типа, так и p-типа. Обычный сцинтиллятор / люминофор при надлежащем легировании.
II-VI2Теллурид цинкаZnTe2.25[5]непосредственныйМожно выращивать на AlSb, GaSb, InAs и PbSe. Используется в солнечных элементах, компонентах микроволновых генераторов, синих светодиодах и лазерах. Используется в электрооптике. Вместе с ниобат лития используется для создания терагерцовое излучение.
I-VII2Хлорид медиCuCl3.4[13]непосредственный
I-VI2Сульфид медиCu2S1.2косвенныйр-тип, Cu2S / CdS был первым эффективным тонкопленочным солнечным элементом
IV-VI2Селенид свинцаPbSe0.27непосредственныйИспользуется в инфракрасных детекторах для тепловидения. Нанокристаллы можно использовать как квантовые точки. Хороший высокотемпературный термоэлектрический материал.
IV-VI2Сульфид свинца (II)PbS0.37Минеральная галенит, первый практический полупроводник, применяемый в детекторы кошачьих усов; детекторы работают медленно из-за высокой диэлектрической проницаемости PbS. Самый старый материал, используемый в инфракрасных детекторах. При комнатной температуре можно обнаружить SWIR, более длинные волны требуют охлаждения.
IV-VI2Теллурид свинцаPbTe0.32Низкая теплопроводность, хороший термоэлектрический материал при повышенной температуре для термоэлектрических генераторов.
IV-VI2Сульфид олова (II)SnS1.3/1.0[14]прямой непрямойСульфид олова (SnS) представляет собой полупроводник с прямой оптической шириной запрещенной зоны 1,3 эВ и коэффициентом поглощения более 104 см−1 для энергии фотонов выше 1,3 эВ. Это полупроводник p-типа, электрические свойства которого могут быть адаптированы путем легирования и структурной модификации, и за последние десять лет он стал одним из простых, нетоксичных и доступных материалов для тонкопленочных солнечных элементов.
IV-VI2Сульфид олова (IV)SnS22.2SnS2 широко используется в системах обнаружения газов.
IV-VI2Теллурид оловаSnTe0.18Сложная ленточная структура.
IV-VI3Теллурид свинца оловаPb1-хSnИксTe0-0.29Используется в инфракрасных детекторах и для тепловидения
IV-VI3Теллурид олова таллияTl2SnTe5
IV-VI3Теллурид германия таллияTl2GeTe5
V-VI, слоистый2Теллурид висмутаБи2Te3Эффективный термоэлектрический материал при температуре около комнатной при легировании селеном или сурьмой. Узкозонный слоистый полупроводник. Высокая электропроводность, низкая теплопроводность. Топологический изолятор.
II-V2Фосфид кадмияCD3п20.5[15]
II-V2Арсенид кадмияCD3В качестве20Собственный полупроводник N-типа. Очень высокая подвижность электронов. Используется в инфракрасных детекторах, фотодетекторах, динамических тонкопленочных датчиках давления и магниторезисторы. Недавние измерения показывают, что 3D Cd3В качестве2 фактически представляет собой полуметалл Дирака с нулевой запрещенной зоной, в котором электроны ведут себя релятивистски, как в графен.[16]
II-V2Антимонид кадмияCD3Sb2
II-V2Фосфид цинкаZn3п21.5[17]непосредственныйОбычно р-тип.
II-V2Дифосфид цинкаZnP22.1[18]
II-V2Арсенид цинкаZn3В качестве21.0[19]Самая низкая прямая и непрямая запрещенная зона находится в пределах 30 мэВ или друг друга.[19]
II-V2Антимонид цинкаZn3Sb2Используется в инфракрасных детекторах и тепловизорах, транзисторах и магниторезисторах.
Окись2Оксид титана, анатазTiO23.20[20]косвенныйфотокаталитический, n-типа
Окись2Оксид титана, рутилTiO23.0[20]непосредственныйфотокаталитический, n-типа
Окись2Оксид титана, BrookiteTiO23.26[20][21]
Окись2Оксид меди (I)Cu2О2.17[22]Один из наиболее изученных полупроводников. Многие приложения и эффекты впервые были продемонстрированы с его помощью. Ранее использовался в выпрямительных диодах, а не в кремнии.
Окись2Оксид меди (II)CuO1.2Полупроводник N-типа. [23]
Окись2Диоксид уранаUO21.3Высоко Коэффициент Зеебека, устойчивые к высоким температурам, перспективные термоэлектрические и термофотовольтаический Приложения. Ранее использовались в резисторах URDOX, проводящих при высоких температурах. Устойчивы к радиационное повреждение.
Окись2Триоксид уранаUO3
Окись2Триоксид висмутаБи2О3Ионный проводник, применение в топливных элементах.
Окись2Диоксид оловаSnO23.7Кислорододефицитный полупроводник n-типа. Используется в датчиках газа.
Окись3Титанат барияBaTiO33Сегнетоэлектрик, пьезоэлектрический. Используется в некоторых неохлаждаемых тепловизорах. Используется в нелинейная оптика.
Окись3Титанат стронцияSrTiO33.3Сегнетоэлектрик, пьезоэлектрический. Используется в варисторы. Проводящий, когда ниобий -допированный.
Окись3Литий ниобатLiNbO34Сегнетоэлектрик, пьезоэлектрик, показывает Эффект поккельса. Широко используется в электрооптике и фотонике.
Окись3Оксид меди лантанаЛа2CuO42сверхпроводящий при легировании барием или стронцием
V-VI2моноклинический Оксид ванадия (IV)VO20.7[24]оптическийстабильно ниже 67 ° C
Слоистый2Иодид свинца (II)PbI2
Слоистый2Дисульфид молибденаMoS21,23 эВ (2H)[25]косвенный
Слоистый2Селенид галлияGaSe2.1косвенныйФотопроводник. Используется в нелинейной оптике.
Слоистый2Сульфид оловаSnS> 1,5 эВнепосредственный
Слоистый2Сульфид висмутаБи2S3
Магнитный, разбавленный (DMS)[26]3Арсенид галлия марганцаGaMnAs
Магнитный, разбавленный (DMS)3Арсенид марганца индияInMnAs
Магнитный, разбавленный (DMS)3Теллурид марганца кадмияCdMnTe
Магнитный, разбавленный (DMS)3Свинец теллурид марганцаPbMnTe
Магнитный4Манганат кальция лантанаЛа0.7Ca0.3MnO3колоссальное магнитосопротивление
Магнитный2Оксид железа (II)FeOантиферромагнитный
Магнитный2Оксид никеля (II)NiO3.6–4.0непосредственный[27][28]антиферромагнитный
Магнитный2Оксид европия (II)EuOферромагнитный
Магнитный2Сульфид европия (II)ЕСферромагнитный
Магнитный2Бромид хрома (III)CrBr3
Другой3Селенид меди индия, СНГCuInSe21непосредственный
Другой3Сульфид галлия серебраAgGaS2нелинейно-оптические свойства
Другой3Фосфид кремния цинкаZnSiP2
Другой2Трисульфид мышьяка АрипиментВ качестве2S32.7[29]непосредственныйполупроводник как в кристаллическом, так и в стеклообразном состоянии
Другой2Сульфид мышьяка РеалгарВ качестве4S4полупроводник как в кристаллическом, так и в стеклообразном состоянии
Другой2Силицид платиныPtSiИспользуется в инфракрасных детекторах на 1–5 мкм. Используется в инфракрасной астрономии. Высокая стабильность, низкий дрейф, используется для измерений. Низкая квантовая эффективность.
Другой2Иодид висмута (III)BiI3
Другой2Иодид ртути (II)HgI2Используется в некоторых детекторах гамма-излучения и рентгеновского излучения и системах визуализации, работающих при комнатной температуре.
Другой2Бромид таллия (I)TlBr2.68[30]Используется в некоторых детекторах гамма-излучения и рентгеновского излучения и системах визуализации, работающих при комнатной температуре. Используется как датчик рентгеновского изображения в реальном времени.
Другой2Сульфид серебраAg2S0.9[31]
Другой2Дисульфид железаFeS20.95Минеральная пирит. Используется позже детекторы кошачьих усов, исследовано для солнечные батареи.
Другой4Сульфид меди цинка и олова, CZTSCu2ZnSnS41.49непосредственныйCu2ZnSnS4 получен из CIGS, заменяя индий / галлий на цинк / олово с высоким содержанием земли.
Другой4Сульфид медно-цинка и сурьмы, CZASCu1.18Zn0.40Sb1.90S7.22.2[32]непосредственныйСульфид медно-цинковой сурьмы получают из сульфида медной сурьмы (CAS), соединения класса фаматинита.
Другой3Сульфид меди олова, CTSCu2SnS30.91непосредственныйCu2SnS3 представляет собой полупроводник p-типа и может использоваться в тонкопленочных солнечных элементах.

Таблица систем полупроводниковых сплавов

Следующие полупроводниковые системы могут быть отрегулированы до некоторой степени и представляют собой не отдельный материал, а класс материалов.

ГруппаElem.Класс материалаФормулаШирина запрещенной зоны (эВ ) нижеверхнийТип зазораОписание
IV-VI3Теллурид свинца оловаPb1-хSnИксTe00.29Используется в инфракрасных детекторах и для тепловидения
IV2Кремний-германийSi1−ИксGeИкс0.671.11[4]косвенныйрегулируемый зазор, позволяет построить гетеропереход конструкции. Определенная толщина сверхрешетки имеют прямую запрещенную зону.[33]
IV2Кремний-оловоSi1−ИксSnИкс1.01.11косвенныйРегулируемая ширина запрещенной зоны.[34]
III-V3Арсенид галлия алюминияAlИксGa1−ИксВ качестве1.422.16[4]прямой непрямойпрямая запрещенная зона при x <0,4 (соответствует 1,42–1,95 эВ); может быть согласована по решетке с подложкой GaAs во всем диапазоне составов; склонен к окислению; n-легирование Si, Se, Te; р-легирование Zn, C, Be, Mg.[3] Может использоваться для инфракрасных лазерных диодов. Используется в качестве барьерного слоя в устройствах GaAs для удержания электронов в GaAs (см., Например, QWIP ). AlGaAs с составом, близким к AlAs, почти прозрачен для солнечного света. Используется в солнечных элементах GaAs / AlGaAs.
III-V3Арсенид галлия индияВИксGa1−ИксВ качестве0.361.43непосредственныйХорошо проработанный материал. Решетка может быть согласована с подложками InP. Использование в инфракрасной технологии и термофотовольтаика. Содержание индия определяет плотность носителей заряда. За Икс= 0,015, InGaAs полностью соответствует решетке германия; может использоваться в многопереходных фотоэлектрических элементах. Используется в инфракрасных датчиках, лавинных фотодиодах, лазерных диодах, детекторах оптоволоконной связи и коротковолновых инфракрасных камерах.
III-V3Фосфид индия-галлияВИксGa1−Иксп1.352.26прямой непрямойиспользуется для HEMT и HBT конструкции и высокоэффективные многопереходные солнечные батареи например, для спутники. Ga0.5В0.5P почти согласован по решетке с GaAs, а AlGaIn используется для квантовых ям для красных лазеров.
III-V3Арсенид алюминия индияAlИксВ1−ИксВ качестве0.362.16прямой непрямойБуферный слой в метаморфическом HEMT транзисторы, регулирующие постоянную решетки между подложкой GaAs и каналом GaInAs. Могут образовывать слоистые гетероструктуры, действующие как квантовые ямы, например, в квантовые каскадные лазеры.
III-V3Антимонид алюминия-индияAlИксВ1−ИксSb
III-V3Нитрид арсенида галлияGaAsN
III-V3Фосфид арсенида галлияGaAsP1.432.26прямой непрямойИспользуется в красных, оранжевых и желтых светодиодах. Часто выращивают на GaP. Может быть легирован азотом.
III-V3Антимонид арсенида галлияGaAsSb0.71.42[4]непосредственный
III-V3Нитрид алюминия-галлияAlGaN3.446.28непосредственныйИспользуется в синий лазер диоды, ультрафиолетовые светодиоды (до 250 нм) и AlGaN / GaN HEMTs. Можно выращивать на сапфире. Используется в гетеропереходы с AlN и GaN.
III-V3Фосфид алюминия-галлияAlGaP2.262.45косвенныйИспользуется в некоторых зеленых светодиодах.
III-V3Нитрид индия-галлияInGaN23.4непосредственныйВИксGa1 – xN, x обычно находится в пределах 0,02–0,3 (0,02 для ближнего УФ, 0,1 для 390 нм, 0,2 для 420 нм, 0,3 для 440 нм). Может быть выращен эпитаксиально на сапфире, пластинах SiC или кремнии. Квантовые ямы InGaN, используемые в современных синих и зеленых светодиодах, являются эффективными излучателями от зеленого до ультрафиолетового. Нечувствительность к радиационным повреждениям, возможно использование в спутниковых солнечных батареях. Нечувствительность к дефектам, толерантность к повреждению несоответствия решетки. Высокая теплоемкость.
III-V3Антимонид арсенида индияInAsSb
III-V3Антимонид индия галлияInGaSb
III-V4Алюминий галлий фосфид индияАлГаИнПпрямой непрямойтакже InAlGaP, InGaAlP, AlInGaP; для согласования решетки с подложками GaAs мольная доля In фиксируется на уровне около 0,48, отношение Al / Ga регулируется для достижения ширины запрещенной зоны от около 1,9 до 2,35 эВ; прямая или непрямая запрещенная зона в зависимости от соотношений Al / Ga / In; используется для длин волн 560–650 нм; имеет тенденцию к формированию упорядоченных фаз во время осаждения, что необходимо предотвратить[3]
III-V4Фосфид арсенида галлия алюминияAlGaAsP
III-V4Фосфид арсенида галлия индияInGaAsP
III-V4Антимонид арсенида индия-галлияInGaAsSbИспользовать в термофотовольтаика.
III-V4Фосфид антимонида арсенида индияInAsSbPИспользовать в термофотовольтаика.
III-V4Фосфид арсенида индия алюминияAlInAsP
III-V4Нитрид арсенида алюминия-галлияAlGaAsN
III-V4Нитрид арсенида индия-галлияInGaAsN
III-V4Нитрид арсенида алюминия и индияInAlAsN
III-V4Нитрид антимонида арсенида галлияGaAsSbN
III-V5Антимонид арсенида нитрида индия галлияGaInNAsSb
III-V5Галлий арсенид индия антимонид фосфидGaInAsSbPМожет выращиваться на InAs, GaSb и других подложках. Могут быть подобраны решетки различного состава. Возможно использование для светодиодов среднего инфракрасного диапазона.
II-VI3Теллурид цинка кадмия, CZTCdZnTe1.42.2непосредственныйЭффективный твердотельный детектор рентгеновского и гамма-излучения, может работать при комнатной температуре. Высоко электрооптический коэффициент. Используется в солнечных элементах. Может использоваться для генерации и обнаружения терагерцового излучения. Может использоваться в качестве субстрата для эпитаксиального роста HgCdTe.
II-VI3Теллурид кадмия ртутиHgCdTe01.5Известный как «MerCad». Широкое применение в чувствительных охлаждаемых инфракрасное изображение датчики, инфракрасная астрономия, и инфракрасные детекторы. Сплав теллурид ртути (а полуметалл, нулевая запрещенная зона) и CdTe. Высокая подвижность электронов. Единственный распространенный материал, способный работать с толщинами 3–5 мкм и 12–15 мкм. атмосферные окна. Можно выращивать на CdZnTe.
II-VI3Теллурид цинка ртутиHgZnTe02.25Используется в инфракрасных детекторах, инфракрасных датчиках изображения и инфракрасной астрономии. Лучшие механические и термические свойства, чем у HgCdTe, но сложнее контролировать состав. Сложнее формировать сложные гетероструктуры.
II-VI3Селенид цинка ртутиHgZnSe
II-V4Арсенид фосфида кадмия цинка(Zn1-хCDИкс)3(П1-йВ качествеу)2[35]0[16]1.5[36]Различные приложения в оптоэлектронике (включая фотоэлектрическую), электронике и термоэлектрики.[37]
Другой4Селенид галлия индия меди, CIGSCu (In, Ga) Se211.7непосредственныйCuInИксGa1 – xSe2. Поликристаллический. Используется в тонкопленочные солнечные элементы.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Джонс, Э. (1991). «Контроль проводимости полупроводников легированием». В Miller, L. S .; Муллин, Дж. Б. (ред.). Электронные материалы. Нью-Йорк: Пленум Пресс. С. 155–171. Дои:10.1007/978-1-4615-3818-9_12. ISBN  978-1-4613-6703-1.
  2. ^ Милтон Оринг Надежность и отказ электронных материалов и устройств Academic Press, 1998 г., ISBN  0-12-524985-3, п. 310.
  3. ^ а б c d Джон Дакин, Роберт Г. В. Браун Справочник по оптоэлектронике, Том 1, CRC Press, 2006 г. ISBN  0-7503-0646-7 п. 57
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р "Архив NSM - Физические свойства полупроводников". www.ioffe.ru. Архивировано из оригинал на 2015-09-28. Получено 2010-07-10.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q Сафа О. Касап; Питер Кэппер (2006). Справочник Springer по электронным и фотонным материалам. Springer. С. 54, 327. ISBN  978-0-387-26059-4.
  6. ^ Ю. Тао, Дж. М. Босс, Б. А. Мур, К. Л. Деген (2012). Монокристаллические алмазные наномеханические резонаторы с коэффициентом качества, превышающим один миллион. arXiv: 1212.1347
  7. ^ Киттель, Чарльз (1956). Введение в физику твердого тела (7-е изд.). Вайли.
  8. ^ «Олово, Sn». www.matweb.com.
  9. ^ Абасс, А.К .; Ахмад, Н. Х. (1986). «Непрямое исследование запрещенной зоны орторомбических монокристаллов серы». Журнал физики и химии твердого тела. 47 (2): 143. Bibcode:1986JPCS ... 47..143A. Дои:10.1016 / 0022-3697 (86) 90123-Х.
  10. ^ Rajalakshmi, M .; Арора, Ахилеш (2001). «Устойчивость моноклинных наночастиц селена». Физика твердого тела. 44: 109.
  11. ^ а б Эванс, Д. А.; McGlynn, A G; Тоулсон, Б. М.; Ганн, М; Джонс, Д.; Jenkins, T. E; Зима, R; Пултон, Н. Р. Дж. (2008). «Определение оптической энергии запрещенной зоны кубического и гексагонального нитрида бора с помощью спектроскопии возбуждения люминесценции» (PDF). Журнал физики: конденсированное вещество. 20 (7): 075233. Bibcode:2008JPCM ... 20g5233E. Дои:10.1088/0953-8984/20/7/075233.
  12. ^ Се, Мэйцю и др. «Двумерные полупроводники BX (X = P, As, Sb) с подвижностями, приближающимися к графену». Наномасштаб 8,27 (2016): 13407-13413.
  13. ^ Клаус Ф. Клингширн (1997). Полупроводниковая оптика. Springer. п. 127. ISBN  978-3-540-61687-0.
  14. ^ Патель, Малкешкумар; Индраджит Мукхопадхьяй; Абхиджит Рэй (26 мая 2013 г.). «Влияние отжига на структурные и оптические свойства напыленных тонких пленок SnS». Оптические материалы. 35 (9): 1693–1699. Bibcode:2013ОптМа..35.1693П. Дои:10.1016 / j.optmat.2013.04.034.
  15. ^ Haacke, G .; Кастельон, Г. А. (1964). «Получение и полупроводниковые свойства Cd3P2». Журнал прикладной физики. 35: 2484. Дои:10.1063/1.1702886.
  16. ^ а б Борисенко, Сергей; и другие. (2014). "Экспериментальная реализация трехмерного полуметалла Дирака". Письма с физическими проверками. 113 (27603): 027603. arXiv:1309.7978. Bibcode:2014ПхРвЛ.113б7603Б. Дои:10.1103 / PhysRevLett.113.027603. PMID  25062235. S2CID  19882802.
  17. ^ Кимбалл, Грегори М .; Мюллер, Астрид М .; Льюис, Натан С .; Этуотер, Гарри А. (2009). "Измерения ширины запрещенной зоны и диффузионной длины Zn на основе фотолюминесценции.3п2" (PDF). Письма по прикладной физике. 95 (11): 112103. Bibcode:2009АпФЛ..95к2103К. Дои:10.1063/1.3225151. ISSN  0003-6951.
  18. ^ Сырбу, Н. Н .; Стамов, И.Г .; Морозова, В. И .; Киосев, В. К .; Пеев, Л. Г. (1980). «Энергетическая зонная структура Zn3п2, ZnP2 и CdP2 кристаллы по длинноволновой модулированной фотопроводимости и исследование спектров фотоотклика диодов Шоттки ». Материалы первого международного симпозиума по физике и химии соединений AIIBV.: 237–242.
  19. ^ а б Botha, J. R .; Scriven, G.J .; Engelbrecht, J. A. A .; Лейтч, А. В. Р. (1999). «Фотолюминесцентные свойства металлоорганического эпитаксиального Zn3As2 из паровой фазы». Журнал прикладной физики. 86 (10): 5614–5618. Дои:10.1063/1.371569.
  20. ^ а б c Rahimi, N .; Pax, R.A .; MacA. Грей, Э. (2016). «Обзор функциональных оксидов титана. I: TiO2 и его модификации». Прогресс в химии твердого тела. 44 (3): 86–105. Дои:10.1016 / j.progsolidstchem.2016.07.002.
  21. ^ С. Банерджи; и другие. (2006). «Физика и химия фотокаталитического диоксида титана: Визуализация бактерицидной активности с помощью атомно-силовой микроскопии» (PDF). Текущая наука. 90 (10): 1378.
  22. ^ О. Маделунг; У. Рёсслер; М. Шульц, ред. (1998). «Зонная структура закиси меди (Cu2O), энергии зон». Ландольт-Бёрнштейн - Конденсированное вещество III группы. Числовые данные и функциональные отношения в науке и технологиях. Ландольт-Бёрнштейн - Конденсированное вещество III группы. 41C: Нететраэдрически связанные элементы и бинарные соединения I. стр. 1–4. Дои:10.1007/10681727_62. ISBN  978-3-540-64583-2.
  23. ^ Ли, Томас Х. (2004). Planar Microwave Engineering: практическое руководство по теории, измерениям и схемам. Великобритания: Cambridge Univ. Нажмите. п. 300. ISBN  978-0-521-83526-8.
  24. ^ Shin, S .; Suga, S .; Taniguchi, M .; Fujisawa, M .; Kanzaki, H .; Fujimori, A .; Daimon, H .; Ueda, Y .; Косуге, К. (1990). «Исследование коэффициента отражения в вакууме-ультрафиолетовом свете и фотоэмиссии фазовых переходов металл-диэлектрик в VO 2, V 6 O 13 и V 2 O 3». Физический обзор B. 41 (8): 4993–5009. Bibcode:1990ПхРвБ..41.4993С. Дои:10.1103 / Physrevb.41.4993. PMID  9994356.
  25. ^ Кобаяши, К .; Ямаути, Дж. (1995). «Электронная структура и изображение поверхности дихалькогенида молибдена с помощью сканирующей туннельной микроскопии». Физический обзор B. 51 (23): 17085–17095. Bibcode:1995PhRvB..5117085K. Дои:10.1103 / PhysRevB.51.17085. PMID  9978722.
  26. ^ Б. Г. Якоби Полупроводниковые материалы: введение в основные принципы Springer, 2003 г., ISBN  0-306-47361-5
  27. ^ Синтез и характеристика наноразмерных полупроводников из оксида никеля (NiO) Чакрабарти и К. Чаттерджи
  28. ^ Синтез и магнитное поведение нанокристаллитов оксида никеля при комнатной температуре, Кванрутай Вонгсапром * [a] и Санти Маенсири [b]
  29. ^ Сульфид мышьяка (As2S3)
  30. ^ Температурная зависимость спектроскопических характеристик детекторов рентгеновского и гамма-излучения на основе бромида таллия
  31. ^ ХОДЫ; Ebooks Corporation (8 октября 2002 г.). Осаждение полупроводниковых пленок химическим раствором. CRC Press. С. 319–. ISBN  978-0-8247-4345-1. Получено 28 июн 2011.
  32. ^ Прашант К. Сарсват; Майкл Л. Фри (2013). "Повышенный фотоэлектрохимический отклик тонких пленок сульфида цинка и сурьмы меди на прозрачном проводящем электроде". Международный журнал фотоэнергетики. 2013: 1–7. Дои:10.1155/2013/154694.
  33. ^ Раджакарунанаяке, Ясантха Нирмал (1991) Оптические свойства сверхрешеток Si-Ge и широкозонных сверхрешеток II-VI Диссертация (доктор философии), Калифорнийский технологический институт
  34. ^ Hussain, Aftab M .; Fahad, Hossain M .; Сингх, Нирпендра; Севилья, Гало А. Торрес; Швингеншлёгль, Удо; Хуссейн, Мухаммад М. (2014). «Олово - маловероятный союзник кремниевых полевых транзисторов?». Physica Status Solidi RRL. 8 (4): 332–335. Bibcode:2014PSSRR ... 8..332H. Дои:10.1002 / pssr.201308300.
  35. ^ Трухан, В. М .; Изотов, А.Д .; Шукавая, Т. В. (2014). «Соединения и твердые растворы системы Zn-Cd-P-As в полупроводниковой электронике». Неорганические материалы. 50 (9): 868–873. Дои:10.1134 / S0020168514090143.
  36. ^ Цисовский, Дж. (1982). "Порядок уровней во II"3-V2 Полупроводниковые соединения ». Physica Status Solidi (В). 111: 289–293.
  37. ^ Арушанов, Э. К. (1992). "II3V2 составы и сплавы ». Прогресс в выращивании кристаллов и изучении материалов. 25 (3): 131–201. Дои:10.1016 / 0960-8974 (92) 90030-Т.