Lista de materiais semicondutores - List of semiconductor materials

Os materiais semicondutores são isoladores de gap nominalmente pequenos . A propriedade definidora de um material semicondutor é que ele pode ser comprometido por dopagem com impurezas que alteram suas propriedades eletrônicas de forma controlável. Por causa de sua aplicação na indústria de computadores e fotovoltaica - em dispositivos como transistores , lasers e células solares - a busca por novos materiais semicondutores e o aprimoramento dos materiais existentes é um importante campo de estudo na ciência dos materiais .

Os materiais semicondutores mais comumente usados ​​são sólidos inorgânicos cristalinos . Esses materiais são classificados de acordo com os grupos da tabela periódica de seus átomos constituintes .

Diferentes materiais semicondutores diferem em suas propriedades. Assim, em comparação com o silício , os semicondutores compostos têm vantagens e desvantagens. Por exemplo, o arsenieto de gálio (GaAs) tem mobilidade de elétrons seis vezes maior do que o silício, o que permite uma operação mais rápida; intervalo de banda mais amplo , que permite a operação de dispositivos de energia em temperaturas mais altas e fornece menor ruído térmico para dispositivos de baixa energia em temperatura ambiente; seu gap direto dá a ele propriedades optoeletrônicas mais favoráveis ​​do que o gap indireto do silício; pode ser ligado a composições ternárias e quaternárias, com largura de banda ajustável, permitindo a emissão de luz em comprimentos de onda escolhidos, o que possibilita o casamento com os comprimentos de onda transmitidos de forma mais eficiente por meio de fibras ópticas. GaAs também pode ser cultivado em uma forma semi-isolante, que é adequada como um substrato de isolamento de correspondência de rede para dispositivos GaAs. Por outro lado, o silício é robusto, barato e fácil de processar, enquanto o GaAs é frágil e caro, e as camadas de isolamento não podem ser criadas apenas aumentando uma camada de óxido; GaAs é, portanto, usado apenas onde o silício não é suficiente.

Ao ligar vários compostos, alguns materiais semicondutores são sintonizáveis, por exemplo, em gap ou constante de rede . O resultado são composições ternárias, quaternárias ou mesmo quinárias. As composições ternárias permitem ajustar o gap dentro da faixa dos compostos binários envolvidos; no entanto, no caso de combinação de materiais de band gap direto e indireto, há uma razão em que o band gap indireto prevalece, limitando a faixa utilizável para optoeletrônica; por exemplo, os LEDs AlGaAs são limitados a 660 nm por isso. As constantes de rede dos compostos também tendem a ser diferentes, e a incompatibilidade de rede contra o substrato, dependente da proporção de mistura, causa defeitos em quantidades dependentes da magnitude da incompatibilidade; isso influencia a proporção de recombinações radiativa / não radiativa alcançáveis ​​e determina a eficiência luminosa do dispositivo. Composições quaternárias e superiores permitem ajustar simultaneamente o gap e a constante de rede, permitindo aumentar a eficiência radiante em uma faixa mais ampla de comprimentos de onda; por exemplo, AlGaInP é usado para LEDs. Materiais transparentes ao comprimento de onda de luz gerado são vantajosos, pois permitem uma extração mais eficiente de fótons da maior parte do material. Ou seja, em tais materiais transparentes, a produção de luz não se limita apenas à superfície. O índice de refração também depende da composição e influencia a eficiência de extração de fótons do material.

Tipos de materiais semicondutores

Semicondutores compostos

Um semicondutor composto é um composto semicondutor composto de elementos químicos de pelo menos duas espécies diferentes. Esses semicondutores se formam, por exemplo, em grupos da tabela periódica 13-15 (antigos grupos III-V), por exemplo de elementos do grupo Boro (antigo grupo III, boro , alumínio , gálio , índio ) e do grupo 15 (antigo grupo V, nitrogênio , fósforo , arsênio , antimônio , bismuto ). A gama de fórmulas possíveis é bastante ampla porque esses elementos podem formar binários (dois elementos, por exemplo, arseneto de gálio (III) (GaAs)), ternários (três elementos, por exemplo, arseneto de índio e gálio (InGaAs)) e ligas quaternárias (quatro elementos), tais como liga de fosfeto de aluminio, gálio e índio (AlINGaP)) e fosfeto de antimoneto de arsenieto de índio (InAsSbP). As propriedades dos semicondutores compostos III-V são semelhantes às suas contrapartes do grupo IV. A maior ionicidade nestes compostos, e especialmente no composto II-VI, tende a aumentar o bandgap fundamental em relação aos compostos menos iônicos.

Fabricação

A epitaxia de fase vapor metalorgânica (MOVPE) é a tecnologia de deposição mais popular para a formação de filmes finos semicondutores compostos para dispositivos. Ele usa metais orgânicos ultrapuros e / ou hidretos como materiais fonte precursores em um gás ambiente, como o hidrogênio .

Outras técnicas de escolha incluem:

Tabela de materiais semicondutores

Grupo Elem. Material Fórmula Lacuna de banda ( eV ) Tipo de lacuna Descrição
4 1 Diamante C 5,47 indireto Excelente condutividade térmica. Propriedades mecânicas e ópticas superiores. Fator de qualidade do ressonador nanomecânico extremamente alto .
4 1 Silício Si 1,12 indireto Usado em células solares convencionais de silício cristalino (c-Si) e em sua forma amorfa como silício amorfo (a-Si) em células solares de filme fino . Material semicondutor mais comum em fotovoltaicos ; domina o mercado mundial de PV; fácil de fabricar; boas propriedades elétricas e mecânicas. Forma óxido térmico de alta qualidade para fins de isolamento. Material mais comum usado na fabricação de Circuitos Integrados .
4 1 Germânio Ge 0,67 indireto Usado em diodos de detecção de radar precoce e primeiros transistores; requer pureza inferior ao silício. Um substrato para células fotovoltaicas multifuncionais de alta eficiência . Constante de rede muito semelhante ao arsenieto de gálio . Cristais de alta pureza usados ​​para espectroscopia gama . Podem crescer bigodes , o que prejudica a confiabilidade de alguns dispositivos.
4 1 Estanho cinza , α -Sn Sn 0,00, 0,08 indireto Alótropo de baixa temperatura (rede cúbica de diamante).
4 2 Carboneto de silício , 3C-SiC SiC 2,3 indireto usado para os primeiros LEDs amarelos
4 2 Carboneto de silício , 4H-SiC SiC 3,3 indireto
4 2 Carboneto de silício , 6H-SiC SiC 3,0 indireto usado para os primeiros LEDs azuis
VI 1 Enxofre , α -S S 8 2,6
VI 1 Selênio cinza Se 1,74 indireto Usado em retificadores de selênio .
VI 1 Selênio vermelho Se 2.05 indireto
VI 1 Telúrio Te 0,33
III-V 2 Nitreto de boro , cúbico BN 6,36 indireto potencialmente útil para LEDs ultravioleta
III-V 2 Nitreto de boro , hexagonal BN 5,96 quase direto potencialmente útil para LEDs ultravioleta
III-V 2 Nanotubo de nitreto de boro BN ~ 5,5
III-V 2 Fosforeto de boro BP 2 indireto
III-V 2 Arsenieto de boro BAs 1,82 direto Condutividade térmica ultra-alta para gerenciamento térmico; Resistente aos danos da radiação , possíveis aplicações em betavoltaicos .
III-V 2 Arsenieto de boro B 12 As 2 3,47 indireto Resistente aos danos da radiação , possíveis aplicações em betavoltaicos .
III-V 2 Nitreto de alumínio AlN 6,28 direto Piezoelétrico. Não é usado sozinho como semicondutor; GaAlN AlN-close possivelmente utilizável para LEDs ultravioleta. Emissão ineficiente em 210 nm foi alcançada em AlN.
III-V 2 Fosforeto de Alumínio Alpes 2,45 indireto
III-V 2 Arsenieto de alumínio AlAs 2,16 indireto
III-V 2 Antimonídeo de alumínio AlSb 1.6 / 2.2 indireto / direto
III-V 2 Nitreto de gálio GaN 3,44 direto problemático para ser dopado com tipo p, p-dopagem com Mg e recozimento permitiu primeiro LEDs azuis de alta eficiência e lasers azuis . Muito sensível a ESD. Insensível à radiação ionizante, adequado para painéis solares de naves espaciais. Os transistores GaN podem operar em tensões e temperaturas mais altas do que os GaAs, usados ​​em amplificadores de potência de micro-ondas. Quando dopado com, por exemplo, manganês, torna-se um semicondutor magnético .
III-V 2 Fosforeto de gálio Gap = Vão 2,26 indireto Usado em LEDs vermelhos / laranja / verdes baratos de brilho baixo a médio. Usado autônomo ou com GaAsP. Transparente para luz amarela e vermelha, usado como substrato para LEDs vermelho / amarelo GaAsP. Dopado com S ou Te para o tipo n, com Zn para o tipo p. O GaP puro emite GaP verde, dopado com nitrogênio emite amarelo-verde, GaP dopado com ZnO emite vermelho.
III-V 2 Arsenieto de gálio GaAs 1,42 direto o segundo mais comum em uso depois do silício, comumente usado como substrato para outros semicondutores III-V, por exemplo, InGaAs e GaInNAs. Frágil. Menor mobilidade do orifício do que Si, transistores CMOS tipo P inviáveis. Alta densidade de impurezas, difícil de fabricar pequenas estruturas. Usado para LEDs infravermelhos próximos, eletrônicos rápidos e células solares de alta eficiência . Constante de rede muito semelhante ao germânio , pode ser cultivada em substratos de germânio.
III-V 2 Antimoneto de gálio GaSb 0,73 direto Usado para detectores infravermelhos e LEDs e termofotovoltaicos . Dopado n com Te, p com Zn.
III-V 2 Nitreto de índio Pousada 0,7 direto Possível uso em células solares, mas dopagem tipo p difícil. Usado freqüentemente como ligas.
III-V 2 Fosforeto de índio InP 1,35 direto Normalmente usado como substrato para InGaAs epitaxiais. Velocidade superior do elétron, usada em aplicações de alta potência e alta frequência. Usado em optoeletrônica.
III-V 2 Arsenieto de índio InAs 0,36 direto Usado para detectores infravermelhos de 1–3,8 µm, resfriados ou não. Alta mobilidade de elétrons. Os pontos InAs na matriz InGaAs podem servir como pontos quânticos. Os pontos quânticos podem ser formados a partir de uma monocamada de InAs em InP ou GaAs. Emissor foto-dezembro forte , usado como fonte de radiação terahertz .
III-V 2 Antimoneto de índio InSb 0,17 direto Usado em detectores infravermelhos e sensores de imagem térmica, alta eficiência quântica, baixa estabilidade, requer resfriamento, usado em sistemas militares de imagem térmica de longo alcance. Estrutura AlInSb-InSb-AlInSb usada como poço quântico . Mobilidade , velocidade do elétron e comprimento balístico muito altos . Os transistores podem operar abaixo de 0,5 V e acima de 200 GHz. Frequências Terahertz podem ser alcançadas.
II-VI 2 Seleneto de cádmio CdSe 1,74 direto Nanopartículas usadas como pontos quânticos . Tipo n intrínseco, difícil de dopar tipo p, mas pode ser dopado tipo p com nitrogênio. Possível uso em optoeletrônica. Testado para células solares de alta eficiência.
II-VI 2 Sulfeto de cádmio CdS 2,42 direto Utilizado em fotoresistores e células solares; CdS / Cu 2 S foi a primeira célula solar eficiente. Usado em células solares com CdTe. Comum como pontos quânticos . Os cristais podem atuar como lasers de estado sólido. Eletroluminescente. Quando dopado, pode atuar como fósforo .
II-VI 2 Telureto de cádmio CdTe 1,49 direto Usado em células solares com CdS. Usado em células solares de película fina e outras células fotovoltaicas de telureto de cádmio ; menos eficiente do que o silício cristalino, mas mais barato. Alto efeito eletro-óptico , utilizado em moduladores eletro-ópticos . Fluorescente a 790 nm. Nanopartículas utilizáveis ​​como pontos quânticos.
II-VI, óxido 2 Óxido de zinco ZnO 3,37 direto Fotocatalítico. O intervalo de banda é ajustável de 3 a 4 eV por meio da liga com óxido de magnésio e óxido de cádmio . A dopagem intrínseca do tipo n e do tipo p é difícil. A dopagem pesada de alumínio, índio ou gálio produz revestimentos condutores transparentes; ZnO: Al é usado como revestimentos de janelas transparentes no visível e reflexivo na região do infravermelho e como filmes condutores em monitores LCD e painéis solares em substituição ao óxido de índio e estanho . Resistente aos danos da radiação. Possível uso em LEDs e diodos laser. Possível uso em lasers aleatórios .
II-VI 2 Seleneto de zinco ZnSe 2,7 direto Usado para lasers e LEDs azuis. Fácil de dopagem do tipo n, dopagem do tipo p é difícil, mas pode ser feita com, por exemplo, nitrogênio. Material óptico comum em óptica infravermelha.
II-VI 2 Sulfeto de zinco ZnS 3,54 / 3,91 direto Intervalo de banda 3,54 eV (cúbico), 3,91 (hexagonal). Pode ser dopado tanto do tipo n quanto do tipo p. Cintilador / fósforo comum quando adequadamente dopado.
II-VI 2 Telureto de zinco ZnTe 2,3 direto Pode ser cultivado em AlSb, GaSb, InAs e PbSe. Usado em células solares, componentes de geradores de microondas, LEDs azuis e lasers. Usado em eletroópticos. Junto com o niobato de lítio usado para gerar radiação terahertz .
I-VII 2 Cloreto cuproso CuCl 3,4 direto
I-VI 2 Sulfeto de cobre Cu 2 S 1,2 indireto tipo p, Cu 2 S / CdS foi a primeira célula solar de filme fino eficiente
IV-VI 2 Seleneto de chumbo PbSe 0,27 direto Usado em detectores infravermelhos para imagens térmicas. Nanocristais utilizáveis ​​como pontos quânticos. Bom material termoelétrico de alta temperatura.
IV-VI 2 Sulfeto de chumbo (II) PbS 0,37 Galena mineral , primeiro semicondutor em uso prático, usado em detectores de bigode de gato ; os detectores são lentos devido à alta constante dielétrica do PbS. O material mais antigo usado em detectores infravermelhos. Em temperatura ambiente pode detectar SWIR, comprimentos de onda mais longos requerem resfriamento.
IV-VI 2 Telureto de chumbo PbTe 0,32 Baixa condutividade térmica, bom material termoelétrico em temperatura elevada para geradores termoelétricos.
IV-VI 2 Sulfeto de estanho (II) SnS 1,3 / 1,0 direto indireto O sulfeto de estanho (SnS) é um semicondutor com gap óptico direto de 1,3 eV e coeficiente de absorção acima de 10 4 cm −1 para energias de fótons acima de 1,3 eV. É um semicondutor do tipo p cujas propriedades elétricas podem ser adaptadas por dopagem e modificação estrutural e surgiu como um dos materiais simples, não tóxicos e acessíveis para células solares de filmes finos desde uma década.
IV-VI 2 Sulfeto de estanho (IV) SnS 2 2,2 SnS 2 é amplamente utilizado em aplicações de detecção de gás.
IV-VI 2 Telureto de estanho SnTe 0,18 Estrutura de banda complexa.
IV-VI 3 Telureto de chumbo e estanho Pb 1 − x Sn x Te 0-0,29 Usado em detectores infravermelhos e para imagens térmicas
IV-VI 3 Telureto de estanho e tálio Tl 2 SnTe 5
IV-VI 3 Telureto de Tálio Germânio Tl 2 GeTe 5
V-VI, em camadas 2 Telureto de bismuto Bi 2 Te 3 Material termoelétrico eficiente próximo à temperatura ambiente quando ligado com selênio ou antimônio. Semicondutor estreito em camadas. Alta condutividade elétrica, baixa condutividade térmica. Isolante topológico.
II-V 2 Fosforeto de cádmio Cd 3 P 2 0,5
II-V 2 Arsenieto de cádmio Cd 3 As 2 0 Semicondutor intrínseco do tipo N. Mobilidade de elétrons muito alta. Usado em detectores infravermelhos, fotodetectores, sensores dinâmicos de pressão de película fina e magnetorresistores . Medições recentes sugerem que 3D Cd 3 As 2 é na verdade um semimetal de Dirac com gap zero no qual os elétrons se comportam relativisticamente como no grafeno .
II-V 2 Antimoneto de cádmio Cd 3 Sb 2
II-V 2 Fosforeto de zinco Zn 3 P 2 1,5 direto Normalmente tipo p.
II-V 2 Difosfureto de zinco ZnP 2 2,1
II-V 2 Arsenieto de zinco Zn 3 como 2 1.0 Os menores bandgaps diretos e indiretos estão dentro de 30 meV ou um do outro.
II-V 2 Antimonídeo de zinco Zn 3 Sb 2 Usado em detectores infravermelhos e termovisores, transistores e magnetorresistores.
Óxido 2 Dióxido de titânio , anatase TiO 2 3,20 indireto fotocatalítico, tipo n
Óxido 2 Dióxido de titânio , rutilo TiO 2 3,0 direto fotocatalítico, tipo n
Óxido 2 Dióxido de titânio , brookita TiO 2 3,26
Óxido 2 Óxido de cobre (I) Cu 2 O 2,17 Um dos semicondutores mais estudados. Muitos aplicativos e efeitos demonstrados pela primeira vez com ele. Anteriormente usado em diodos retificadores, antes do silício.
Óxido 2 Óxido de cobre (II) CuO 1,2 Semicondutor tipo N.
Óxido 2 Dióxido de urânio UO 2 1,3 Elevado coeficiente de Seebeck , resistente a altas temperaturas, prometendo termoeléctricos e thermophotovoltaic aplicações. Anteriormente usado em resistores URDOX, conduzindo em alta temperatura. Resistente aos danos da radiação .
Óxido 2 Trióxido de urânio UO 3
Óxido 2 Trióxido de bismuto Bi 2 O 3 Condutor iônico, aplicações em células a combustível.
Óxido 2 Dióxido de estanho SnO 2 3,7 Semicondutor do tipo n com deficiência de oxigênio. Usado em sensores de gás.
Óxido 3 Titanato de bário BaTiO 3 3 Ferroelétrico , piezoelétrico . Usado em alguns termovisores não resfriados. Usado em óptica não linear .
Óxido 3 Titanato de estrôncio SrTiO 3 3,3 Ferroelétrico , piezoelétrico . Usado em varistores . Condutivo quando dopado com nióbio .
Óxido 3 Niobato de lítio LiNbO 3 4 Ferroelétrico, piezoelétrico, mostra efeito Pockels . Amplo uso em eletro-óptica e fotônica.
Óxido 3 Óxido de cobre de lantânio La 2 CuO 4 2 supercondutor quando dopado com bário ou estrôncio
V-VI 2 óxido monoclínico de vanádio (IV) VO 2 0,7 óptico estável abaixo de 67 ° C
Em camadas 2 Iodeto de chumbo (II) PbI 2
Em camadas 2 Dissulfeto de molibdênio MoS 2 1,23 eV (2H) indireto
Em camadas 2 Seleneto de gálio GaSe 2,1 indireto Fotocondutor. Usos em óptica não linear. Usado como material 2D. Sensível ao ar.
Em camadas 2 Seleneto de índio InSe 1,26-2,35 eV direto (indireto em 2D) Sensível ao ar. Alta mobilidade elétrica na forma de poucas e monocamadas.
Em camadas 2 Sulfeto de estanho SnS > 1,5 eV direto
Em camadas 2 Sulfeto de bismuto Bi 2 S 3
Magnético, diluído (DMS) 3 Arsenieto de gálio manganês GaMnAs
Magnético, diluído (DMS) 3 Arsenieto de manganês de índio InMnAs
Magnético, diluído (DMS) 3 Telureto de manganês de cádmio CdMnTe
Magnético, diluído (DMS) 3 Telureto de chumbo manganês PbMnTe
Magnético 4 Manganato de cálcio lantânio La 0,7 Ca 0,3 MnO 3 magnetorresistência colossal
Magnético 2 Óxido de ferro (II) FeO antiferromagnético
Magnético 2 Óxido de níquel (II) NiO 3,6–4,0 direto antiferromagnético
Magnético 2 Óxido de európio (II) EuO ferromagnético
Magnético 2 Sulfeto de európio (II) EuS ferromagnético
Magnético 2 Brometo de cromo (III) CrBr 3
de outros 3 Seleneto de cobre e índio , CIS CuInSe 2 1 direto
de outros 3 Sulfeto de prata e gálio AgGaS 2 propriedades ópticas não lineares
de outros 3 Fosforeto de Zinco-Silício ZnSiP 2
de outros 2 Orpimento de trissulfeto de arsênio Como 2 S 3 2,7 direto semicondutor em estado cristalino e vítreo
de outros 2 Sulfeto de arsênio Realgar Como 4 S 4 semicondutor em estado cristalino e vítreo
de outros 2 Siliceto de platina PtSi Usado em detectores infravermelhos para 1–5 µm. Usado em astronomia infravermelha. Alta estabilidade, baixo desvio, usado para medições. Baixa eficiência quântica.
de outros 2 Iodeto de bismuto (III) BiI 3
de outros 2 Iodeto de mercúrio (II) HgI 2 Usado em alguns detectores de raios gama e raios-x e sistemas de imagem operando em temperatura ambiente.
de outros 2 Brometo de tálio (I) TlBr 2,68 Usado em alguns detectores de raios gama e raios-x e sistemas de imagem operando em temperatura ambiente. Usado como um sensor de imagem de raio-x em tempo real.
de outros 2 Sulfeto de prata Ag 2 S 0.9
de outros 2 Dissulfeto de ferro FeS 2 0,95 Pirita mineral . Usado em detectores de bigode de gato posteriores , investigado por células solares .
de outros 4 Sulfeto de cobre, zinco e estanho , CZTS Cu 2 ZnSnS 4 1,49 direto Cu 2 ZnSnS 4 é derivado de CIGS, substituindo o índio / gálio por zinco / estanho abundante em terra.
de outros 4 Sulfeto de cobre e zinco e antimônio , CZAS Cu 1,18 Zn 0,40 Sb 1,90 S 7,2 2,2 direto O sulfeto de cobre e zinco é derivado do sulfeto de cobre e antimônio (CAS), uma classe de compostos da famatinita.
de outros 3 Sulfeto de cobre e estanho , CTS Cu 2 SnS 3 0,91 direto Cu 2 SnS 3 é um semicondutor do tipo p e pode ser usado em aplicações de células solares de filme fino.

Tabela de sistemas de ligas semicondutoras

Os seguintes sistemas semicondutores podem ser ajustados até certo ponto e representam não um único material, mas uma classe de materiais.

Grupo Elem. Classe de material Fórmula Lacuna de banda ( eV ) Tipo de lacuna Descrição
Diminuir Superior
IV-VI 3 Telureto de chumbo e estanho Pb 1 − x Sn x Te 0 0,29 Usado em detectores infravermelhos e para imagens térmicas
4 2 Silício-germânio Si 1− x Ge x 0,67 1,11 indireto gap ajustável, permite a construção de estruturas de heterojunção . Certas espessuras de superredes têm lacuna de banda direta.
4 2 Estanho-silício Si 1− x Sn x 1.0 1,11 indireto Folga da banda ajustável.
III-V 3 Arsenieto de gálio de alumínio Al x Ga 1− x As 1,42 2,16 direto indireto gap direto para x <0,4 (correspondendo a 1,42–1,95 eV); pode ser combinado com o substrato de GaAs em toda a faixa de composição; tende a oxidar; n-dopagem com Si, Se, Te; dopagem p com Zn, C, Be, Mg. Pode ser usado para diodos de laser infravermelho. Usado como uma camada de barreira em dispositivos GaAs para confinar elétrons a GaAs (ver, por exemplo, QWIP ). AlGaAs com composição próxima a AlAs é quase transparente à luz do sol. Usado em células solares GaAs / AlGaAs.
III-V 3 Arseneto de gálio e índio In x Ga 1− x As 0,36 1,43 direto Material bem desenvolvido. Pode ser combinado com a estrutura dos substratos InP. Use em tecnologia infravermelha e termofotovoltaica . O conteúdo de índio determina a densidade do portador de carga. Para x = 0,015, InGaAs combina perfeitamente com o germânio; pode ser usado em células fotovoltaicas multifuncionais. Usado em sensores infravermelhos, fotodiodos de avalanche, diodos laser, detectores de comunicação de fibra óptica e câmeras infravermelhas de comprimento de onda curto.
III-V 3 Fosfeto de gálio e índio In x Ga 1− x P 1,35 2,26 direto indireto usado para estruturas HEMT e HBT e células solares multifuncionais de alta eficiência para satélites, por exemplo. Ga 0,5 em 0,5 P é quase compatível com a rede GaAs, com AlGaIn usado para poços quânticos para lasers vermelhos.
III-V 3 Arseneto de alumínio e índio Al x In 1− x As 0,36 2,16 direto indireto Camada de buffer em transistores HEMT metamórficos , ajustando a constante de rede entre o substrato GaAs e o canal GaInAs. Pode formar heteroestruturas em camadas atuando como poços quânticos, por exemplo, lasers em cascata quântica .
III-V 3 Antimoneto de índio de alumínio Al x In 1− x Sb
III-V 3 Nitreto de arseneto de gálio GaAsN
III-V 3 Fosforeto de arseneto de gálio GaAsP 1,43 2,26 direto indireto Usado em LEDs vermelho, laranja e amarelo. Frequentemente cultivado em GaP. Pode ser dopado com nitrogênio.
III-V 3 Antimoneto de arsenieto de gálio GaAsSb 0,7 1,42 direto
III-V 3 Nitreto de alumínio e gálio AlGaN 3,44 6,28 direto Utilizado no laser azul diodos , LEDs ultravioleta (abaixo de 250 nm), e AlGaN GaN / HEMTs . Pode ser cultivado em safira. Usado em heterojunções com AlN e GaN.
III-V 3 Fosforeto de Gálio de Alumínio AlGaP 2,26 2,45 indireto Usado em alguns LEDs verdes.
III-V 3 Nitreto de gálio e índio InGaN 2 3,4 direto Em x Ga 1 – x N, x geralmente entre 0,02–0,3 (0,02 para UV próximo, 0,1 para 390 nm, 0,2 para 420 nm, 0,3 para 440 nm). Pode ser cultivado epitaxialmente em safira, pastilhas de SiC ou silício. Usados ​​em modernos LEDs azuis e verdes, os poços quânticos InGaN são emissores eficazes do verde ao ultravioleta. Insensível aos danos da radiação, possível uso em células solares de satélite. Insensível a defeitos, tolerante a danos de incompatibilidade de rede. Alta capacidade de aquecimento.
III-V 3 Antimoneto de arsenieto de índio InAsSb
III-V 3 Antimoneto de índio gálio InGaSb
III-V 4 Fosforeto de alumínio, gálio e índio AlGaInP direto indireto também InAlGaP, InGaAlP, AlInGaP; para correspondência de rede com substratos de GaAs, a fração molar In é fixada em cerca de 0,48, a razão Al / Ga é ajustada para atingir intervalos de banda entre cerca de 1,9 e 2,35 eV; lacunas de banda diretas ou indiretas dependendo das razões Al / Ga / In; usado para comprimentos de onda entre 560–650 nm; tende a formar fases ordenadas durante a deposição, o que deve ser evitado
III-V 4 Fosforeto de arsenieto de gálio e alumínio AlGaAsP
III-V 4 Fosforeto de arsenieto de gálio e índio InGaAsP
III-V 4 Antimoneto de arsenieto de gálio e índio InGaAsSb Uso em termofotovoltaicos .
III-V 4 Fosfeto de antimoneto de arsenieto de índio InAsSbP Uso em termofotovoltaicos .
III-V 4 Fosforeto de arsenieto de alumínio e índio AlInAsP
III-V 4 Nitreto de arseneto de gálio e alumínio AlGaAsN
III-V 4 Nitreto de arseneto de gálio e índio InGaAsN
III-V 4 Nitreto de arseneto de índio e alumínio InAlAsN
III-V 4 Nitreto de antimoneto de arseneto de gálio GaAsSbN
III-V 5 Antimoneto de arseneto de nitreto de gálio e índio GaInNAsSb
III-V 5 Fosfeto de antimoneto de arseneto de gálio e índio GaInAsSbP Pode ser cultivado em InAs, GaSb e outros substratos. Pode ser combinada por estrutura variando de composição. Possivelmente utilizável para LEDs de infravermelho médio.
II-VI 3 Telureto de cádmio e zinco , CZT CdZnTe 1,4 2,2 direto Detector de raios-x e gama de estado sólido eficiente, pode operar em temperatura ambiente. Alto coeficiente eletro-óptico . Usado em células solares. Pode ser usado para gerar e detectar radiação terahertz. Pode ser usado como substrato para o crescimento epitaxial de HgCdTe.
II-VI 3 Telureto de mercúrio e cádmio HgCdTe 0 1,5 Conhecido como "MerCad". Uso extensivo em sensores de imagem infravermelha resfriados sensíveis , astronomia infravermelha e detectores infravermelhos. Liga de telureto de mercúrio (um semimetal , intervalo de banda zero) e CdTe. Alta mobilidade de elétrons. O único material comum capaz de operar em janelas atmosféricas de 3–5 µm e 12–15 µm . Pode ser cultivado em CdZnTe.
II-VI 3 Telureto de mercúrio e zinco HgZnTe 0 2,25 Usado em detectores infravermelhos, sensores de imagem infravermelhos e astronomia infravermelha. Melhores propriedades mecânicas e térmicas do que HgCdTe, mas mais difícil de controlar a composição. Mais difícil formar heteroestruturas complexas.
II-VI 3 Seleneto de mercúrio e zinco HgZnSe
II-V 4 Arseneto de fosfeto de zinco e cádmio (Zn 1 − x Cd x ) 3 (P 1 − y As y ) 2 0 1,5 Várias aplicações em optoeletrônica (incl. Fotovoltaica), eletrônica e termoelétrica .
de outros 4 Seleneto de cobre, índio e gálio , CIGS Cu (In, Ga) Se 2 1 1,7 direto CuIn x Ga 1 – x Se 2 . Policristalino. Usado em células solares de filme fino .

Veja também

Referências