Fosforeto de alumínio, gálio e índio - Aluminium gallium indium phosphide

Fosfeto de alumínio, gálio e índio ( Al Ga In P , também AlInGaP , InGaAlP, GaInP , etc.) é um material semicondutor que fornece uma plataforma para o desenvolvimento de novos dispositivos fotovoltaicos e optoeletrônicos multijunções , uma vez que abrange um bandgap direto do ultravioleta profundo para infravermelho.

AlGaInP é usado na fabricação de diodos emissores de luz de alto brilho nas cores vermelha, laranja, verde e amarela, para formar a heteroestrutura emissora de luz. Ele também é usado para fazer lasers de diodo .

Formação

A camada AlGaInP é frequentemente cultivada por heteroepitaxi em arseneto de gálio ou fosfeto de gálio para formar uma estrutura de poço quântico .

Heteroepitaxia é uma espécie de epitaxia realizada com materiais diferentes uns dos outros. No heteroepitaxy, um filme cristalino cresce em um substrato cristalino ou filme de um material diferente.

Essa tecnologia é freqüentemente usada para fazer crescer filmes cristalinos de materiais para os quais os cristais individuais não podem ser visualizados em 1D.

Outro exemplo de heteroepitaxi é o nitreto de gálio (GaN) em safira.

Propriedades

AlGaInP é um semicondutor, o que significa que sua banda de valência está completamente cheia. O eV do gap entre a banda de valência e a banda de condução é pequeno o suficiente para ser capaz de emitir luz visível (1.7eV - 3.1eV). O gap de AlGaInP está entre 1,81eV e 2eV. Isso corresponde à luz vermelha, laranja ou amarela, e é por isso que os LEDs feitos de AlGaInP são essas cores.

Estrutura de blenda de zinco

Uma célula unitária de zincblende

A estrutura do AlGaInP é categorizada dentro de uma célula unitária específica chamada estrutura de mistura de zinco . A blenda / esfalerita de zinco é baseada em uma rede de ânions da FCC. Possui 4 unidades assimétricas em sua célula unitária. É melhor pensado como uma matriz cúbica de ânions e cátions com face centrada, ocupando metade dos orifícios tetraédricos. Cada íon tem 4 coordenadas e uma geometria tetraédrica local. O zinco blende é seu próprio antítipo - você pode trocar as posições do ânion e do cátion na célula e isso não importa (como no NaCl). Na verdade, a substituição do zinco e do enxofre pelo carbono dá a estrutura do diamante.

Formulários

AlGaInP pode ser aplicado a:

• Diodos emissores de luz de alto brilho
• Lasers de diodo (podem reduzir a tensão operacional do laser)
• Estrutura de poço quântico.
• Células solares (potencial). O uso de fosforeto de alumínio, gálio e índio com alto teor de alumínio, em uma estrutura de cinco junções, pode levar a células solares com eficiências teóricas máximas ( Eficiência de células solares ) acima de 40%

Laser AlGaInP

Um laser de diodo consiste em um material semicondutor no qual uma junção pn forma o meio ativo e o feedback óptico é normalmente fornecido por reflexos nas facetas do dispositivo. Os lasers de diodo AlGaInP emitem luz visível e infravermelha próxima com comprimentos de onda de 0,63-0,76 μm. As principais aplicações dos lasers de diodo AlGaInP são em leitores de disco óptico, ponteiros de laser e sensores de gás, bem como para bombeamento óptico e usinagem.

CONDUZIU

AlGaInP pode ser usado como um LED. Um LED é composto de uma junção pn que contém um tipo p e um tipo n. O material usado no elemento semicondutor de um LED determina sua cor.

AlGaInP é um dos dois principais tipos de LEDs atualmente usados ​​para sistemas de iluminação. O outro é o nitreto de índio e gálio (InGaN). Ligeiras mudanças na composição dessas ligas mudam a cor da luz emitida. As ligas AlGaInP são usadas para fazer LEDs vermelhos, laranja e amarelos. As ligas InGaN são usadas para fazer LEDs verdes, azuis e brancos.

Aspectos de segurança e toxicidade

A toxicologia do AlGaInP não foi totalmente investigada. A poeira irrita a pele, os olhos e os pulmões. Os aspectos ambientais, de saúde e segurança de fontes de fosfeto de alumínio, índio e gálio (como trimetilgálio , trimetilíndio e fosfina ) e estudos de monitoramento de higiene industrial de fontes de MOVPE padrão foram relatados recentemente em uma revisão. A iluminação por um laser AlGaInP foi associada em um estudo com a cicatrização mais lenta de feridas na pele em ratos de laboratório.

Veja também

• Fosforeto de índio
• Fosforeto de índio gálio
• Fosforeto de alumínio e gálio
• Fosforeto de arseneto de gálio e índio

Referências

Notas