Analyse de matériaux GaAs
1. L’étude des matériaux semi-conducteurs composés remonte au début du siècle dernier. Les premiers matériaux inP étudiés par Thiel et al. en 1910. En 1952, le scientifique allemand Welker étudia pour la première fois les composés III-V en tant que nouvelle famille de semi-conducteurs et signala qu'ils possédaient des propriétés supérieures que ne possèdent pas les matériaux semi-conducteurs élémentaires tels que Ge et Si. Au cours des cinquante dernières années, la recherche sur les matériaux semi-conducteurs composés a beaucoup progressé, mais elle a également été largement utilisée dans les domaines de la microélectronique et de l’optoélectronique.
Les matériaux à base d'arséniure de gallium (GaAs) sont actuellement les matériaux semi-conducteurs composés les plus abondants, les plus largement utilisés et par conséquent les plus importants, ainsi que les plus importants matériaux semi-conducteurs après le silicium. En raison de leurs performances et de leur structure de bande supérieures, les matériaux à base de GaAs offrent un grand potentiel pour les dispositifs à micro-ondes et les dispositifs émettant de la lumière. À l’heure actuelle, la technologie de production avancée de matériaux à base d’arséniure de gallium est encore entre les mains de grandes sociétés internationales telles que le Japon, l’Allemagne et les États-Unis. Comparées aux entreprises étrangères, les entreprises nationales ont encore un écart important dans la technologie de production des matériaux à base d’arséniure de gallium.
2. Propriétés et utilisations des matières à base d'arséniure de gallium
L'arséniure de gallium est une structure de bande d'énergie de type à transition directe typique. La valeur minimale de la bande de conduction et la valeur maximale de la bande de valence se trouvent au centre de la zone de Brillouin, soit k = 0, ce qui lui confère un rendement de conversion électro-optique élevé. Un excellent matériau pour préparer des appareils photovoltaïques.
À 300 K, la largeur de bande interdite du GaAs est de 1,42 V, soit beaucoup plus que 0,67 V de germanium et 1,12 V de silicium. Par conséquent, les dispositifs à l'arséniure de gallium peuvent fonctionner à des températures plus élevées et résister à une puissance élevée.
Comparés aux matériaux semi-conducteurs traditionnels à base de silicium, les matériaux à l'arséniure de gallium (GaAs) ont une grande mobilité électronique, une largeur de bande interdite importante, une bande interdite directe, une faible consommation d'énergie et une mobilité d'environ 5,7 fois celle des matériaux à base de silicium. Par conséquent, il est largement utilisé dans la fabrication de circuits intégrés pour la communication haute fréquence et sans fil. Les dispositifs haute température, haute vitesse, haute vitesse et résistants aux radiations produits sont généralement utilisés dans les domaines de la communication sans fil, de la communication par fibre optique, de la communication mobile, de la navigation globale GPS, etc. Outre l'application accidentelle dans les produits de circuits intégrés, les matériaux GaAs peuvent également être ajoutés à d'autres éléments afin de modifier la structure de leur bande afin de produire un effet photoélectrique, de fabriquer des dispositifs électroluminescents à semi-conducteurs et de fabriquer des cellules solaires à l'arséniure de gallium.