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Lista de materiales semiconductores

Los materiales semiconductores son nominalmente aislantes de banda prohibida pequeña . La propiedad definitoria de un material semiconductor es que puede verse comprometido dopándolo con impurezas que alteren sus propiedades electrónicas de forma controlable. [1] Debido a su aplicación en la industria informática y fotovoltaica (en dispositivos como transistores , láseres y células solares ), la búsqueda de nuevos materiales semiconductores y la mejora de los materiales existentes es un importante campo de estudio en la ciencia de los materiales .

Los materiales semiconductores más utilizados son los sólidos inorgánicos cristalinos . Estos materiales se clasifican según los grupos de la tabla periódica de sus átomos constituyentes .

Los diferentes materiales semiconductores difieren en sus propiedades. Por tanto, en comparación con el silicio , los semiconductores compuestos tienen ventajas y desventajas. Por ejemplo, el arseniuro de galio (GaAs) tiene una movilidad electrónica seis veces mayor que la del silicio, lo que permite un funcionamiento más rápido; banda prohibida más amplia , que permite el funcionamiento de dispositivos de potencia a temperaturas más altas y proporciona un menor ruido térmico a dispositivos de baja potencia a temperatura ambiente; su banda prohibida directa le confiere propiedades optoelectrónicas más favorables que la banda prohibida indirecta del silicio; se puede alear a composiciones ternarias y cuaternarias, con ancho de banda prohibida ajustable, lo que permite la emisión de luz en longitudes de onda elegidas, lo que hace posible la adaptación a las longitudes de onda transmitidas de manera más eficiente a través de fibras ópticas. El GaAs también se puede cultivar en una forma semiaislante, que es adecuada como sustrato aislante de celosía para dispositivos de GaAs. Por el contrario, el silicio es robusto, barato y fácil de procesar, mientras que el GaAs es frágil y caro, y las capas aislantes no se pueden crear simplemente haciendo crecer una capa de óxido; Por lo tanto, el GaAs sólo se utiliza cuando el silicio no es suficiente. [2]

Al alear múltiples compuestos, algunos materiales semiconductores son sintonizables, por ejemplo, en banda prohibida o constante de red . El resultado son composiciones ternarias, cuaternarias o incluso quinarias. Las composiciones ternarias permiten ajustar la banda prohibida dentro del rango de los compuestos binarios involucrados; sin embargo, en el caso de una combinación de materiales de banda prohibida directa e indirecta, existe una proporción en la que prevalece la banda prohibida indirecta, lo que limita el rango utilizable para optoelectrónica; Por ejemplo, los LED de AlGaAs están limitados a 660 nm. Las constantes de red de los compuestos también tienden a ser diferentes, y el desajuste de la red con el sustrato, que depende de la proporción de mezcla, provoca defectos en cantidades que dependen de la magnitud del desajuste; esto influye en la proporción de recombinaciones radiativas/no radiativas alcanzables y determina la eficiencia luminosa del dispositivo. Las composiciones cuaternarias y superiores permiten ajustar simultáneamente la banda prohibida y la constante de red, lo que permite aumentar la eficiencia radiante en un rango más amplio de longitudes de onda; por ejemplo, AlGaInP se utiliza para LED. Los materiales transparentes a la longitud de onda de la luz generada son ventajosos, ya que permiten una extracción más eficiente de fotones de la mayor parte del material. Es decir, en materiales tan transparentes, la producción de luz no se limita sólo a la superficie. El índice de refracción también depende de la composición e influye en la eficiencia de extracción de fotones del material. [3]

Tipos de materiales semiconductores

Semiconductores compuestos

Un semiconductor compuesto es un compuesto semiconductor compuesto por elementos químicos de al menos dos especies diferentes. Estos semiconductores se encuentran, por ejemplo, en los grupos 13 a 15 de la tabla periódica (antiguos grupos III a V), por ejemplo, de elementos del grupo del boro (antiguo grupo III, boro , aluminio , galio , indio ) y del grupo 15 (antiguo grupo V, nitrógeno , fósforo , arsénico , antimonio , bismuto ). La gama de fórmulas posibles es bastante amplia porque estos elementos pueden formar aleaciones binarias (dos elementos, por ejemplo, arseniuro de galio (III) (GaAs)), ternarias (tres elementos, por ejemplo, arseniuro de indio y galio (InGaAs)) y cuaternarias (cuatro elementos), como como aleación de fosfuro de aluminio, galio e indio (AlInGaP) y fosfuro de antimoniuro de arseniuro de indio (InAsSbP). Las propiedades de los semiconductores compuestos III-V son similares a las de sus homólogos del grupo IV. La mayor ionicidad en estos compuestos, y especialmente en el compuesto II-VI, tiende a aumentar la banda prohibida fundamental con respecto a los compuestos menos iónicos. [4]

Fabricación

La epitaxia metalorgánica en fase de vapor (MOVPE) es la tecnología de deposición más popular para la formación de películas delgadas semiconductoras compuestas para dispositivos. [ cita necesaria ] Utiliza metalorgánicos ultrapuros y / o hidruros como materiales fuente precursores en un gas ambiental como el hidrógeno .

Otras técnicas de elección incluyen:

Tabla de materiales semiconductores.

Table of semiconductor alloy systems

The following semiconducting systems can be tuned to some extent, and represent not a single material but a class of materials.

Ver también

Referencias

  1. ^ Jones, ED (1991). "Control de la conductividad de los semiconductores mediante dopaje". En Miller, LS; Mullin, JB (eds.). Materiales electrónicos . Nueva York: Plenum Press. págs. 155-171. doi :10.1007/978-1-4615-3818-9_12. ISBN 978-1-4613-6703-1.
  2. ^ Milton Ohring Fiabilidad y fallos de materiales y dispositivos electrónicos Academic Press, 1998, ISBN 0-12-524985-3 , p. 310. 
  3. ^ abcd John Dakin, Manual de optoelectrónica de Robert GW Brown, volumen 1, CRC Press, 2006 ISBN 0-7503-0646-7 p. 57 
  4. ^ Yu, Pedro; Cardona, Manuel (2010). Fundamentos de semiconductores (4 ed.). Springer-Verlag Berlín Heidelberg. pag. 2. Bibcode : 2010fuse.book.....Y. doi :10.1007/978-3-642-00710-1. ISBN 978-3-642-00709-5.
  5. ^ abcdefghijklmnopqrstu "Archivo NSM - Propiedades físicas de los semiconductores". www.ioffe.ru . Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2015 . Consultado el 10 de julio de 2010 .
  6. ^ abcdefghijklmnopq Safa O. Kasap; Peter Capper (2006). Manual Springer de materiales electrónicos y fotónicos. Saltador. págs.54, 327. ISBN 978-0-387-26059-4.
  7. ^ Isberg, enero; Hammersberg, Johan; Johansson, Erik; Wikström, Tobías; Twitchen, Daniel J.; Whitehead, Andrew J.; Coe, Steven E.; Scarsbrook, Geoffrey A. (6 de septiembre de 2002). "Alta movilidad del portador en diamante monocristalino depositado con plasma". Ciencia . 297 (5587): 1670–1672. Código Bib : 2002 Ciencia... 297.1670I. doi : 10.1126/ciencia.1074374. ISSN  0036-8075. PMID  12215638. S2CID  27736134.
  8. ^ Pierre, Volpe (2010). "Diodos Schottky de alto voltaje de ruptura sintetizados en una capa de diamante CVD tipo p". Estado físico sólido . 207 (9): 2088–2092. Código Bib : 2010PSSAR.207.2088V. doi :10.1002/pssa.201000055. S2CID  122210971.
  9. ^ Y. Tao, JM Boss, BA Moores, CL Degen (2012). Resonadores Nanomecánicos de Diamante Monocristalino con Factores de Calidad superiores al Millón. arXiv:1212.1347
  10. ^ SH Groves, CR Pidgeon, AW Ewald, RJ Wagner Journal of Physics and Chemistry of Solids, volumen 31, número 9, septiembre de 1970, páginas 2031-2049 (1970). Magnetorreflexión entre bandas de α-Sn.
  11. ^ "Estaño, Sn". www.matweb.com .
  12. ^ Abajo, AK; Ahmad, NH (1986). "Investigación indirecta de banda prohibida de monocristales ortorrómbicos de azufre". Revista de Física y Química de Sólidos . 47 (2): 143. Código Bib : 1986JPCS...47..143A. doi :10.1016/0022-3697(86)90123-X.
  13. ^ Todorov, T. (2017). "Células solares ultrafinas de banda prohibida alta con eficiencias mejoradas a partir del material fotovoltaico más antiguo del mundo". Comunicaciones de la naturaleza . 8 (1): 682. Código bibliográfico : 2017NatCo...8..682T. doi :10.1038/s41467-017-00582-9. PMC 5613033 . PMID  28947765. S2CID  256640449. 
  14. ^ Rajalakshmi, M.; Arora, Akhilesh (2001). "Estabilidad de nanopartículas de selenio monoclínicas". Física del Estado Sólido . 44 : 109.
  15. ^ ab Dorf, Richard (1993). El manual de ingeniería eléctrica . Prensa CRC. págs. 2235-2236. ISBN 0-8493-0185-8.
  16. ^ ab Evans, DA; McGlynn, AG; Towlson, BM; Gunn, M; Jones, D; Jenkins, TE; Invierno, R; Poolton, NRJ (2008). "Determinación de la energía de la banda prohibida óptica del nitruro de boro cúbico y hexagonal mediante espectroscopia de excitación de luminiscencia" (PDF) . Revista de Física: Materia Condensada . 20 (7): 075233. Código bibliográfico : 2008JPCM...20g5233E. doi :10.1088/0953-8984/20/7/075233. hdl : 2160/612 . S2CID  52027854.
  17. ^ "Nanotubo de nitruro de boro". www.matweb.com .
  18. ^ abc Madelung, O. (2004). Semiconductores: manual de datos. Birkhäuser. pag. 1.ISBN _ 978-3-540-40488-0.
  19. ^ Claus F. Klingshirn (1997). Óptica semiconductora. Saltador. pag. 127.ISBN _ 978-3-540-61687-0.
  20. ^ "Sulfuro de plomo (II)". www.matweb.com .
  21. ^ Patel, Malkeshkumar; Indrajit Mukhopadhyay; Abhijit Ray (26 de mayo de 2013). "Influencia del recocido sobre las propiedades estructurales y ópticas de películas delgadas de SnS pulverizadas". Materiales ópticos . 35 (9): 1693–1699. Código Bib : 2013OptMa..35.1693P. doi :10.1016/j.optmat.2013.04.034.
  22. ^ Burton, Lee A.; Whittles, Thomas J.; Hesp, David; Linhart, Wojciech M.; Skelton, Jonathan M.; Hou, Bo; Webster, Richard F.; O'Dowd, Graeme; Reece, cristiano; Cherns, David; Fermín, David J.; Ternera, Tim D.; Dhanak, Vin R.; Walsh, Aron (2016). "Propiedades electrónicas y ópticas del monocristal SnS2: un fotocatalizador de disulfuro abundante en la tierra". Revista de Química de Materiales A. 4 (4): 1312-1318. doi :10.1039/C5TA08214E. hdl : 10044/1/41359 .
  23. ^ Haacke, G.; Castellión, GA (1964). "Preparación y propiedades semiconductoras de Cd3P2". Revista de Física Aplicada . 35 (8): 2484–2487. Código Bib : 1964JAP....35.2484H. doi :10.1063/1.1702886.
  24. ^ ab Borisenko, Sergey; et al. (2014). "Realización experimental de un semimetal de Dirac tridimensional". Cartas de revisión física . 113 (27603): 027603. arXiv : 1309.7978 . Código bibliográfico : 2014PhRvL.113b7603B. doi : 10.1103/PhysRevLett.113.027603. PMID  25062235. S2CID  19882802.
  25. ^ Kimball, Gregorio M.; Müller, Astrid M.; Lewis, Nathan S.; Atwater, Harry A. (2009). "Medidas basadas en fotoluminiscencia de la brecha de energía y la longitud de difusión de Zn3P2" (PDF) . Letras de Física Aplicada . 95 (11): 112103. Código bibliográfico : 2009ApPhL..95k2103K. doi : 10.1063/1.3225151. ISSN  0003-6951.
  26. ^ Syrbu, NN; Stamov, IG; Morozova, VI; Kiossev, VK; Peev, LG (1980). "Estructura de bandas de energía de cristales de Zn 3 P 2 , ZnP 2 y CdP 2 en fotoconductividad modulada en longitud de onda y espectros de fotorespuesta de la investigación de diodos Schottky". Actas del Primer Simposio Internacional sobre Física y Química de Compuestos II-V : 237–242.
  27. ^ ab Botha, JR; Scriven, GJ; Engelbrecht, JAA; Leitch, AWR (1999). "Propiedades de fotoluminiscencia del Zn3As2 epitaxial en fase de vapor metalorgánico". Revista de Física Aplicada . 86 (10): 5614–5618. Código Bib : 1999JAP....86.5614B. doi : 10.1063/1.371569.
  28. ^ abc Rahimi, N .; Pax, RA; MacA. Gris, E. (2016). "Revisión de óxidos de titanio funcionales. I: TiO2 y sus modificaciones". Progresos en Química del Estado Sólido . 44 (3): 86-105. doi :10.1016/j.progsolidstchem.2016.07.002.
  29. ^ S. Banerjee; et al. (2006). "Física y química del dióxido de titanio fotocatalítico: visualización de la actividad bactericida mediante microscopía de fuerza atómica" (PDF) . Ciencia actual . 90 (10): 1378.
  30. ^ O. Madelung; U. Rössler; M. Schulz, eds. (1998). "Estructura de bandas de óxido cuproso (Cu2O), energías de banda". Landolt-Börnstein – Materia Condensada Grupo III. Datos numéricos y relaciones funcionales en ciencia y tecnología . Landolt-Börnstein - Materia Condensada Grupo III. vol. 41C: Elementos con enlaces no tetraédricos y compuestos binarios I. págs. 1–4. doi :10.1007/10681727_62. ISBN 978-3-540-64583-2.
  31. ^ Lee, Thomas H. (2004). Ingeniería plana de microondas: una guía práctica de teoría, medidas y circuitos. Reino Unido: Universidad de Cambridge. Prensa. pag. 300.ISBN _ 978-0-521-83526-8.
  32. ^ Shin, S.; Suga, S.; Taniguchi, M.; Fujisawa, M.; Kanzaki, H.; Fujimori, A.; Daimon, H.; Ueda, Y.; Kosuge, K. (1990). "Estudio de fotoemisión y reflectancia ultravioleta al vacío de las transiciones de fase metal-aislante en VO 2, V 6 O 13 y V 2 O 3". Revisión física B. 41 (8): 4993–5009. Código bibliográfico : 1990PhRvB..41.4993S. doi : 10.1103/physrevb.41.4993. PMID  9994356.
  33. ^ Sinha, Sapna (2020). "Estructura atómica y dinámica de defectos de nanodiscos monocapa de yoduro de plomo con alineación epitaxial sobre grafeno". Comunicaciones de la naturaleza . 11 (1): 823. Código Bib : 2020NatCo..11..823S. doi :10.1038/s41467-020-14481-z. PMC 7010709 . PMID  32041958. S2CID  256633781. 
  34. ^ Kobayashi, K.; Yamauchi, J. (1995). "Estructura electrónica e imagen de microscopía de túnel de barrido de superficies de dicalcogenuro de molibdeno". Revisión física B. 51 (23): 17085–17095. Código Bib : 1995PhRvB..5117085K. doi : 10.1103/PhysRevB.51.17085. PMID  9978722.
  35. ^ ab Arora, Himani; Erbe, Artur (2021). "Avances recientes en ingeniería de contacto, movilidad y encapsulación de InSe y GaSe". InfoMat . 3 (6): 662–693. doi : 10.1002/inf2.12160 . ISSN  2567-3165.
  36. ^ ab Arora, Himani; Jung, Younghun; Venanzi, Tommaso; Watanabe, Kenji; Taniguchi, Takashi; Hübner, René; Schneider, Harald; Timón, Manfredo; Perfecto, James C.; Erbe, Artur (20 de noviembre de 2019). "Pasivación eficaz con nitruro de boro hexagonal de InSe y GaSe de pocas capas para mejorar sus propiedades electrónicas y ópticas". Interfaces y materiales aplicados de ACS . 11 (46): 43480–43487. doi :10.1021/acsami.9b13442. hdl : 11573/1555190 . ISSN  1944-8244. PMID  31651146. S2CID  204884014.
  37. ^ abc Arora, Himani (2020). «Transporte de carga en materiales bidimensionales y sus aplicaciones electrónicas» (PDF) . Tesis doctoral . Consultado el 1 de julio de 2021 .
  38. ^ Materiales semiconductores BG Yacobi: una introducción a los principios básicos Springer, 2003, ISBN 0-306-47361-5 
  39. ^ Kumar, Manish; Sharma, Anjna; Maurya, Indresh Kumar; Thakur, Alpana; Kumar, Sunil (2019). "Síntesis de nanoestructuras ultrapequeñas de óxido de hierro y óxido de hierro dopado y sus actividades antimicrobianas". Revista de la Universidad de Ciencias de Taibah . 13 : 280–285. doi : 10.1080/16583655.2019.1565437 . S2CID  139826266.
  40. ^ Síntesis y caracterización de semiconductores nanodimensionales de óxido de níquel (NiO) S. Chakrabarty y K. Chatterjee
  41. ^ Síntesis y comportamiento magnético a temperatura ambiente de nanocristalitos de óxido de níquel Kwanruthai Wongsaprom*[a] y Santi Maensiri [b]
  42. ^ Sulfuro de arsénico (As2S3)
  43. ^ Dependencia de la temperatura del rendimiento espectroscópico de los detectores de rayos gamma y bromuro de talio
  44. ^ HODES; Ebooks Corporation (8 de octubre de 2002). Deposición de soluciones químicas de películas semiconductoras. Prensa CRC. págs. 319–. ISBN 978-0-8247-4345-1. Consultado el 28 de junio de 2011 .
  45. ^ Arumona Edward Arumona; Amah AN (2018). "Cálculo de la teoría funcional de la densidad de la banda prohibida de disulfuro de hierro (II) y telurio". Revista avanzada de investigación de posgrado . 3 : 41–46. doi : 10.21467/ajgr.3.1.41-46 .
  46. ^ Prashant K. Sarswat; Michael L. libre (2013). "Respuesta fotoelectroquímica mejorada de películas delgadas de sulfuro de zinc, antimonio y cobre sobre un electrodo conductor transparente". Revista Internacional de Fotoenergía . 2013 : 1–7. doi : 10.1155/2013/154694 .
  47. ^ Rajakarunanayake, Yasantha Nirmal (1991) Propiedades ópticas de las superredes Si-Ge y superredes II-VI de banda prohibida ancha Disertación (Ph.D.), Instituto de Tecnología de California
  48. ^ Hussain, Aftab M.; Fahad, Hossain M.; Singh, Nirpendra; Sevilla, Galo A. Torres; Schwingenschlögl, Udo; Hussain, Muhammad M. (2014). "El estaño: ¿un aliado improbable para los transistores de efecto de campo de silicio?". Estado físico Solidi RRL . 8 (4): 332–335. Código Bib : 2014PSSRR...8..332H. doi :10.1002/pssr.201308300. S2CID  93729786.
  49. ^ Trukhan, VM; Izotov, AD; Shoukavaya, TV (2014). "Compuestos y soluciones sólidas del sistema Zn-Cd-P-As en electrónica semiconductora". Materiales Inorgánicos . 50 (9): 868–873. doi :10.1134/S0020168514090143. S2CID  94409384.
  50. ^ Cisowski, J. (1982). "Orden de niveles en compuestos semiconductores II 3 -V 2 ". Estado físico Solidi B. 111 (1): 289–293. Código bibliográfico : 1982PSSBR.111..289C. doi :10.1002/pssb.2221110132.
  51. ^ Arushánov, EK (1992). "II 3 V 2 compuestos y aleaciones". Avances en el Crecimiento de Cristales y Caracterización de Materiales . 25 (3): 131–201. doi :10.1016/0960-8974(92)90030-T.