Anàlisi de materials GaAs
1. L'estudi de materials semiconductors compostos es remunta a principis del segle passat. Els primers materials reportats en inP estudiats per Thiel et al. el 1910. El 1952, el científic alemany Welker va estudiar els compostos III-V com a nova família de semiconductors i va assenyalar que tenen propietats superiors no posseïdes per materials semiconductors elementals com Ge i Si. Durant els últims cinquanta anys, la investigació sobre materials semiconductors compostos ha aconseguit un gran progrés, i també s'ha utilitzat àmpliament en els àmbits de la microelectrònica i l'optoelectrònica.
Els materials d'arsènic de gal (GaAs) són actualment els més abundants, àmpliament utilitzats i, per tant, els materials semiconductors compostos més importants i els materials semiconductors més importants després del silici. Gràcies al seu rendiment superior i estructura de banda, els materials GaAs tenen un gran potencial en dispositius de microones i dispositius emissors de llum. Actualment, la tecnologia avançada de producció de materials d'arseniuro de galio encara està en mans de grans companyies internacionals com Japó, Alemanya i Estats Units. En comparació amb empreses estrangeres, les empreses nacionals continuen tenint un gran buit en la tecnologia de producció de materials d'arsenià de gal·li.
2. Propietats i usos de materials d'arseniuro de galio
L'arsènido de gal és una estructura de banda d'energia de tipus transició directa típica. El valor mínim de la banda de conducció i el valor màxim de la banda de valència es troben al centre de la zona de Brillouin, és a dir, k = 0, el que fa que tingui una alta eficiència de conversió electro-òptica. Un excel·lent material per a la preparació de dispositius fotovoltaics.
A 300K, l'ample de banda prohibit del material GaAs és de 1.42V, que és molt més gran que 0.67V de germani i 1.12V de silici. Per tant, els dispositius d'arseniuro de galio poden funcionar a temperatures més altes i suportar gran potència.
En comparació amb els materials tradicionals de semiconductors de silici, els materials d'arsènic de gal·li (GaAs) tenen una elevada mobilitat electrònica, gran ample de banda prohibit, separació directa de la banda, baix consum elèctric i la mobilitat electrònica és de 5,7 vegades superior a la dels materials de silici. Per tant, s'utilitza àmpliament en la fabricació de dispositius IC en alta freqüència i comunicació sense fils. Els dispositius d'alta temperatura a alta freqüència, d'alta velocitat, a prova de radiació produïts s'utilitzen generalment en els àmbits de la comunicació sense fils, la comunicació de fibra òptica, la comunicació mòbil, la navegació global GPS i similars. A més de la seva aplicació accidental en productes IC, els materials GaAs també es poden afegir a altres elements per canviar la seva estructura de banda per produir efectes fotoelèctrics, fabricar dispositius semiconductors que emeten llum i fabricar cèl·lules solars d'arsènido de gal·li.