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 al doparlo con impurezas que alteran sus propiedades electrónicas de una manera 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 campo de estudio importante en la ciencia de los materiales .

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

Los distintos materiales semiconductores difieren en sus propiedades. Por lo 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 el silicio, lo que permite un funcionamiento más rápido; una brecha de banda 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 brecha de banda directa le confiere propiedades optoelectrónicas más favorables que la brecha de banda indirecta del silicio; se puede alear en composiciones ternarias y cuaternarias, con un ancho de brecha de banda ajustable, lo que permite la emisión de luz en longitudes de onda elegidas, lo que hace posible la coincidencia con las longitudes de onda transmitidas de forma más eficiente a través de fibras ópticas. El GaAs también se puede cultivar en una forma semiaislante, que es adecuada como sustrato aislante de coincidencia de red 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 de aislamiento no se pueden crear simplemente cultivando una capa de óxido; por lo tanto, el GaAs se utiliza solo cuando el silicio no es suficiente. [2]

Al alearse compuestos múltiples, algunos materiales semiconductores son ajustables, por ejemplo, en el intervalo de banda o en la constante de red . El resultado son composiciones ternarias, cuaternarias o incluso quinarias. Las composiciones ternarias permiten ajustar el intervalo de banda dentro del rango de los compuestos binarios involucrados; sin embargo, en caso de combinación de materiales de intervalo de banda directo e indirecto, existe una relación en la que prevalece el intervalo de banda indirecto, lo que limita el rango utilizable para optoelectrónica; por ejemplo, los LED de AlGaAs están limitados a 660 nm por esto. Las constantes de red de los compuestos también tienden a ser diferentes, y el desajuste de red contra el sustrato, que depende de la relación de mezcla, causa defectos en cantidades que dependen de la magnitud del desajuste; esto influye en la relación de recombinaciones radiativas/no radiativas alcanzables y determina la eficiencia luminosa del dispositivo. Las composiciones cuaternarias y superiores permiten ajustar simultáneamente el intervalo de banda y la constante de red, lo que permite aumentar la eficiencia radiante en un rango más amplio de longitudes de onda; por ejemplo, se utiliza AlGaInP 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 masa del material. Es decir, en estos materiales transparentes, la producción de luz no se limita solo 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 formado por elementos químicos de al menos dos especies diferentes. Estos semiconductores se forman, por ejemplo, en los grupos 13-15 de la tabla periódica (antiguos grupos III-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 ). El rango de fórmulas posibles es bastante amplio porque estos elementos pueden formar aleaciones binarias (dos elementos, p. ej., arseniuro de galio (III) (GaAs)), ternarias (tres elementos, p. ej., arseniuro de indio y galio (InGaAs)) y cuaternarias (cuatro elementos) como la aleación de aluminio, galio, indio y fosfuro (AlInGaP)) y la aleación de arseniuro de indio y antimonuro de fosfuro (InAsSbP). Las propiedades de los semiconductores compuestos III-V son similares a las de sus contrapartes 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 en fase de vapor metalorgánica (MOVPE) es la tecnología de deposición más popular para la formación de películas delgadas semiconductoras compuestas para dispositivos. [ cita requerida ] Utiliza compuestos 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

GrupoElemental.MaterialFórmulaBanda prohibida ( eV )Tipo de brechaDescripción
IV1SilicioSi1.12 [5] [6]indirectoSe utiliza en células solares convencionales de silicio cristalino (c-Si) y en su forma amorfa, como silicio amorfo (a-Si), en células solares de película fina . Es el material semiconductor más común en la energía fotovoltaica ; domina el mercado fotovoltaico mundial; es fácil de fabricar; tiene buenas propiedades eléctricas y mecánicas. Forma óxido térmico de alta calidad para fines de aislamiento. Es el material más común utilizado en la fabricación de circuitos integrados .
IV1GermanioEn0,67 [5] [6]indirectoSe utiliza en los primeros diodos de detección de radar y en los primeros transistores; requiere una pureza menor que el silicio. Es un sustrato para células fotovoltaicas multiunión de alta eficiencia . Su constante reticular es muy similar a la del arseniuro de galio . Se utilizan cristales de alta pureza para espectroscopia gamma . Puede desarrollar filamentos que afectan la fiabilidad de algunos dispositivos.
IV1Diamantedo5.47 [5] [6]indirectoExcelente conductividad térmica. Propiedades mecánicas y ópticas superiores.

Altas movilidades de portadores [7] y alto campo de ruptura eléctrica [8] a temperatura ambiente como excelentes características electrónicas. Factor de calidad del resonador nanomecánico extremadamente alto. [9]

IV1Estaño gris , α -SnSn0 [10] [11]semimetalAlótropo de baja temperatura (red cúbica de diamante).
IV2Carburo de silicio , 3C-SiCSic2.3 [5]indirectoUtilizado para los primeros LED amarillos
IV2Carburo de silicio , 4H-SiCSic3.3 [5]indirectoSe utiliza para aplicaciones de alto voltaje y alta temperatura.
IV2Carburo de silicio , 6H-SiCSic3.0 [5]indirectoUtilizado para los primeros LED azules
VI1Azufre , α -SS 82.6 [12]
VI1Selenio gris (trigonal)Sí1,83–2,0 [13] [14]indirectoSe utiliza en rectificadores de selenio y células solares . [15] La banda prohibida depende de las condiciones de fabricación.
VI1Selenio rojoSí2.05indirecto[16]
VI1TelurioTe0,33 [17]
III-V2Nitruro de boro cúbicoBN6.36 [18]indirectoPotencialmente útil para LED ultravioleta
III-V2Nitruro de boro , hexagonalBN5.96 [18]cuasi-directoPotencialmente útil para LED ultravioleta
III-V2Nanotubo de nitruro de boroBN5.5 [19]
III-V2Fosfuro de boropresión arterial2.1 [20]indirecto
III-V2Arseniuro de boroLicenciaturas en Artes1.82directoConductividad térmica ultraalta para gestión térmica; resistente a daños por radiación , posibles aplicaciones en betavoltaica .
III-V2Arseniuro de boroB 12 Como 23.47indirectoResistente a daños por radiación , posibles aplicaciones en betavoltaica .
III-V2Nitruro de aluminioAlN6.28 [5]directoPiezoeléctrico. No se utiliza por sí solo como semiconductor; el GaAlN, que es similar al AlN, podría utilizarse para LED ultravioleta. La emisión a 210 nm con AlN era ineficiente.
III-V2Fosfuro de aluminioMontaña2.45 [6]indirecto
III-V2Arseniuro de aluminioAy2.16 [6]indirecto
III-V2Antimonuro de aluminioAlSb1.6/2.2 [6]indirecto/directo
III-V2Nitruro de galioNitrógeno galvánico3.44 [5] [6]directoProblemático de dopar al tipo p, el dopaje p con Mg y el recocido permitieron los primeros LED azules de alta eficiencia [3] y láseres azules . Muy sensibles a la ESD. Insensibles a la radiación ionizante. Los transistores de GaN pueden operar a voltajes y temperaturas más altos que los de GaAs, utilizados en amplificadores de potencia de microondas. Cuando se dopan con, por ejemplo, manganeso, se convierten en semiconductores magnéticos .
III-V2Fosfuro de galioBrecha2.26 [5] [6]indirectoSe utiliza en los primeros LED rojos, naranjas y verdes económicos de bajo a medio brillo. Se utiliza de forma independiente o con GaAsP. Es transparente para luz amarilla y roja y se utiliza como sustrato para LED rojos y amarillos de GaAsP. Se dopa con S o Te para el tipo n y con Zn para el tipo p. El GaP puro emite verde, el GaP dopado con nitrógeno emite verde amarillento y el GaP dopado con ZnO emite rojo.
III-V2Arseniuro de galioGaAs1.42 [5] [6]directoSegundo más común en uso después del silicio, comúnmente usado como sustrato para otros semiconductores III-V, p. ej. InGaAs y GaInNAs. Frágil. Menor movilidad de huecos que el Si, transistores CMOS de tipo P inviables. Alta densidad de impurezas, difícil de fabricar estructuras pequeñas. Usado para LED de infrarrojo cercano, electrónica rápida y celdas solares de alta eficiencia . Constante de red muy similar a la del germanio , se puede cultivar en sustratos de germanio.
III-V2Antimonuro de galioGasSb0,73 [5] [6]directoSe utiliza para detectores infrarrojos y LED y termofotovoltaicos . Dopado n con Te, p con Zn.
III-V2Nitruro de indioPosada0,7 [5]directoPosible uso en células solares, pero el dopaje de tipo p es difícil. Se utilizan frecuentemente como aleaciones.
III-V2Fosfuro de indioEn P1.35 [5]directoSe utiliza comúnmente como sustrato para InGaAs epitaxial. Velocidad electrónica superior, se utiliza en aplicaciones de alta potencia y alta frecuencia. Se utiliza en optoelectrónica.
III-V2Arseniuro de indioEnComo0,36 [5]directoSe utiliza para detectores infrarrojos de 1 a 3,8 μm, refrigerados o no. Alta movilidad de electrones. Los puntos de InAs en una matriz de InGaAs pueden servir como puntos cuánticos. Los puntos cuánticos pueden formarse a partir de una monocapa de InAs sobre InP o GaAs. Potente emisor fotoeléctrico , utilizado como fuente de radiación de terahercios .
III-V2Antimonuro de indioInSb0,17 [5]directoSe utiliza en detectores infrarrojos y sensores de imágenes térmicas, alta eficiencia cuántica, baja estabilidad, requiere refrigeración, se utiliza en sistemas de imágenes térmicas militares de largo alcance. Estructura AlInSb-InSb-AlInSb utilizada como pozo cuántico . Movilidad electrónica , velocidad electrónica y longitud balística muy altas . Los transistores pueden funcionar por debajo de 0,5 V y por encima de 200 GHz. Se pueden alcanzar frecuencias de terahercios.
II-VI2Seleniuro de cadmioCdSe1.74 [6]directoNanopartículas utilizadas como puntos cuánticos . Intrínsecas al tipo n, difíciles de dopar con el tipo p, pero pueden doparse con nitrógeno. Posible uso en optoelectrónica. Probadas para células solares de alta eficiencia.
II-VI2Sulfuro de cadmioCDS2.42 [6]directoSe utiliza en fotorresistencias y células solares; CdS/Cu 2 S fue la primera célula solar eficiente. Se utiliza en células solares con CdTe. Es común en forma de puntos cuánticos . Los cristales pueden actuar como láseres de estado sólido. Son electroluminiscentes. Cuando se dopan, pueden actuar como fósforo .
II-VI2Telururo de cadmioCDTe1.49 [6]directoSe utiliza en células solares con CdS. Se utiliza en células solares de película fina y otros sistemas fotovoltaicos de telururo de cadmio ; menos eficiente que el silicio cristalino , pero más económico. Alto efecto electroóptico ; se utiliza en moduladores electroópticos . Fluorescente a 790 nm. Nanopartículas utilizables como puntos cuánticos.
II-VI, óxido2Óxido de zincóxido de zinc3.37 [6]directoFotocatalítico. La brecha de banda se puede ajustar de 3 a 4 eV mediante aleación con óxido de magnesio y óxido de cadmio . El dopaje intrínseco de tipo n y tipo p es difícil. El dopaje pesado con aluminio, indio o galio produce recubrimientos conductores transparentes; ZnO:Al se utiliza como recubrimientos de ventanas transparentes en la región visible y reflectantes en la región infrarroja y como películas conductoras en pantallas LCD y paneles solares como reemplazo del óxido de indio y estaño . Resistente al daño por radiación. Posible uso en LED y diodos láser. Posible uso en láseres aleatorios .
II-VI2Seleniuro de zincZnSe2.7 [6]directoSe utiliza para láseres azules y LED. Es fácil de dopar con el tipo n, el tipo p es difícil pero se puede hacer con nitrógeno, por ejemplo. Material óptico común en óptica infrarroja.
II-VI2Sulfuro de zincZnS3,54/3,91 [6]directoBanda prohibida 3,54 eV (cúbica), 3,91 (hexagonal). Puede doparse tanto con el tipo n como con el tipo p. Centelleador/fósforo común cuando está adecuadamente dopado.
II-VI2Telururo de zincZnTe2.3 [6]directoSe puede cultivar en AlSb, GaSb, InAs y PbSe. Se utiliza en células solares, componentes de generadores de microondas, LED azules y láseres. Se utiliza en electroóptica. Junto con el niobato de litio se utiliza para generar radiación de terahercios .
I-VII2Cloruro cuprosoCuCl3.4 [21]directo
I-VI2Sulfuro de cobre (I)Cu2S​​1.2 [20]indirectoEl tipo p, Cu2S / CdS fue la primera célula solar de película delgada eficiente
IV-VI2Seleniuro de plomoPbSe0,26 [17]directoSe utiliza en detectores infrarrojos para imágenes térmicas. Nanocristales que se pueden utilizar como puntos cuánticos. Buen material termoeléctrico para altas temperaturas.
IV-VI2Sulfuro de plomo (II)PbS0,37 [22]Mineral galena , primer semiconductor de uso práctico, utilizado en detectores de bigotes de gato ; los detectores son lentos debido a la alta constante dieléctrica del PbS. Es el material más antiguo utilizado en detectores infrarrojos. A temperatura ambiente puede detectar SWIR ; las longitudes de onda más largas requieren refrigeración.
IV-VI2Telururo de plomoPbTe0,32 [5]Baja conductividad térmica, buen material termoeléctrico a temperatura elevada para generadores termoeléctricos.
IV-VI2Sulfuro de estaño (II)SnS1.3/1.0 [23]directo/indirectoEl sulfuro de estaño (SnS) es un semiconductor con una banda prohibida óptica directa de 1,3 eV y un coeficiente de absorción superior a 10 4 cm −1 para energías de fotones superiores a 1,3 eV. Es un semiconductor de tipo p cuyas propiedades eléctricas se pueden adaptar mediante dopaje y modificación estructural y ha surgido como uno de los materiales más simples, no tóxicos y asequibles para las células solares de película delgada desde hace una década.
IV-VI2Sulfuro de estaño (IV)SnS 22.2 [24]El SnS 2 se utiliza ampliamente en aplicaciones de detección de gases.
IV-VI2Telururo de estañoSintetizador0,18directoEstructura de banda compleja.
V-VI, en capas2Telururo de bismutoYo 2 Te 30,13 [5]Material termoeléctrico eficiente cerca de la temperatura ambiente cuando se lo alea con selenio o antimonio. Semiconductor de capas estrechas. Alta conductividad eléctrica, baja conductividad térmica. Aislante topológico.
II-V2Fosfuro de cadmioCD3P2​​​0,5 [25]
II-V2Arseniuro de cadmioCd 3 como 20Semiconductor intrínseco de tipo N. Muy alta movilidad de electrones. Se utiliza en detectores infrarrojos, fotodetectores, sensores de presión dinámicos de película delgada y magnetorresistores . Mediciones recientes sugieren que el 3D Cd 3 As 2 es en realidad un semimetal de Dirac de banda prohibida cero en el que los electrones se comportan de manera relativista como en el grafeno . [26]
II-V2Fosfuro de zincZn3P2​​​1.5 [27]directoGeneralmente de tipo p.
II-V2Difosfuro de zincZnP2​2.1 [28]
II-V2Arseniuro de zincZn3As2​​​1.0 [29]Los intervalos de banda directos e indirectos más bajos están dentro de los 30 meV o entre sí. [29]
II-V2Antimonuro de zincZn3Sb2​​​Se utiliza en detectores infrarrojos y cámaras termográficas, transistores y magnetorresistores.
Óxido2Dióxido de titanio , anatasaTiO2​3.20 [30]indirectoFotocatalítico, tipo n
Óxido2Dióxido de titanio , rutiloTiO2​3.0 [30]directoFotocatalítico, tipo n
Óxido2Dióxido de titanio , brookitaTiO2​3.26 [30][31]
Óxido2Óxido de cobre (I)Cu2O​​2.17 [32]Uno de los semiconductores más estudiados. Muchas aplicaciones y efectos se demostraron por primera vez con él. Anteriormente se utilizaba en diodos rectificadores, antes del silicio.
Óxido2Óxido de cobre (II)CuO1.2Semiconductor de tipo N. [33]
Óxido2Dióxido de uranioUO2​1.3Alto coeficiente Seebeck , resistente a altas temperaturas, prometedor para aplicaciones termoeléctricas y termofotovoltaicas . Anteriormente utilizado en resistencias URDOX, conducción a alta temperatura. Resistente a daños por radiación .
Óxido2Dióxido de estañoSnO2​3.7Semiconductor de tipo n deficiente en oxígeno. Se utiliza en sensores de gas.
Óxido3Titanato de barioBaTiO3​3Ferroeléctrico , piezoeléctrico . Se utiliza en algunas cámaras termográficas sin refrigeración. Se utiliza en óptica no lineal .
Óxido3Titanato de estroncioSrTiO3​3.3Ferroeléctrico , piezoeléctrico . Se utiliza en varistores . Es conductor cuando está dopado con niobio .
Óxido3Niobato de litioLiNbO3​4Ferroeléctrico, piezoeléctrico, presenta efecto Pockels . Amplios usos en electroóptica y fotónica.
Óxido, V-VI2óxido de vanadio (IV) monoclínicoVoz 20,7 [34]ópticoEstable por debajo de 67 °C
En capas2Yoduro de plomo (II)PbI2​2.4 [35]El PbI 2 es un semiconductor de banda prohibida directa en capas con una banda prohibida de 2,4 eV en su forma masiva, mientras que su monocapa 2D tiene una banda prohibida indirecta de ~2,5 eV, con posibilidades de ajustar la banda prohibida entre 1 y 3 eV.
En capas2Disulfuro de molibdenoMoS 21,23 eV (2H) [36]indirecto
En capas2Seleniuro de galioGas2.1indirectoFotoconductor. Usos en óptica no lineal. Utilizado como material 2D. Sensible al aire. [37] [38] [39]
En capas2Seleniuro de indioInSe1,26–2,35 eV [39]directo (indirecto en 2D)Sensible al aire. Alta movilidad eléctrica en forma de pocas capas y monocapas. [37] [38] [39]
En capas2Sulfuro de estañoSnS>1,5 eVdirecto
En capas2Sulfuro de bismutoBi 2 S 31.3 [5]
Magnético, diluido (DMS) [40]3Arseniuro de galio y manganesoGaMnAs
Magnético, diluido (DMS)3Telururo de plomo y manganesoPbMnTe
Magnético4Manganato de calcio y lantanoLa 0,7 Ca 0,3 MnO3​Magnetorresistencia colosal
Magnético2Óxido de hierro (II)FeO2.2 [41]Antiferromagnético . Se encontró que la brecha de banda para las nanopartículas de óxido de hierro era de 2,2 eV y, al doparlas, la brecha de banda aumentó hasta 2,5 eV.
Magnético2Óxido de níquel (II)NiO3.6–4.0directo [42] [43]Antiferromagnético
Magnético2Óxido de europio (II)EuOFerromagnético
Magnético2Sulfuro de europio (II)UEFerromagnético
Magnético2Bromuro de cromo (III)CrBr3​
otro3Seleniuro de cobre e indio , CISCuInSe 21directo
otro3Sulfuro de galio y plataAgGaS2​Propiedades ópticas no lineales
otro3Fosfuro de silicio y zincZnSiP2​2.0 [20]
otro2Trisulfuro de arsénico OropimenteComo 2 S 32.7 [44]directoSemiconductor tanto en estado cristalino como vítreo.
otro2 Rejalgar de sulfuro de arsénicoComo 4 S 4Semiconductor tanto en estado cristalino como vítreo.
otro2Siliciuro de platinoPtSiSe utiliza en detectores infrarrojos de 1 a 5 μm. Se utiliza en astronomía infrarroja. Alta estabilidad, baja deriva, se utiliza para mediciones. Baja eficiencia cuántica.
otro2Yoduro de bismuto (III)BiI 3
otro2Yoduro de mercurio (II)HgI2​Se utiliza en algunos detectores de rayos gamma y rayos X y sistemas de imágenes que funcionan a temperatura ambiente.
otro2Bromuro de talio (I)TlBr2.68 [45]Se utiliza en algunos detectores de rayos gamma y rayos X y en sistemas de imagen que funcionan a temperatura ambiente. Se utiliza como sensor de imágenes de rayos X en tiempo real.
otro2Sulfuro de plataAg2S​​0,9 [46]
otro2Disulfuro de hierroFeS2​0,95 [47]Mineral pirita . Se utilizó en detectores de bigotes de gato posteriores y se investigó para la fabricación de células solares .
otro4Sulfuro de cobre, zinc y estaño , CZTSCu2ZnSnS4​​​1.49directoCu 2 ZnSnS 4 se deriva del CIGS, reemplazando el indio/galio con zinc/estaño abundante en la tierra.
otro4Sulfuro de cobre, zinc y antimonio , CZASCu 1,18 Zn 0,40 Sb 1,90 S 7,22.2 [48]directoEl sulfuro de cobre y zinc se deriva del sulfuro de cobre y antimonio (CAS), un compuesto de la clase de famatinita.
otro3Sulfuro de cobre y estaño, CTSCu2SnS3​​​0,91 [20]directoCu2SnS3 es un semiconductor de tipo p y se puede utilizar en aplicaciones de células solares de película delgada .

Tabla de sistemas de aleaciones de semiconductores

Los siguientes sistemas semiconductores se pueden ajustar hasta cierto punto y representan no un solo material sino una clase de materiales.

GrupoElemental.Clase de materialFórmulaBanda prohibida ( eV )Tipo de brechaDescripción
Más bajoSuperior
IV-VI3Telururo de plomo y estañoPb1 − xSnxTe​​00,29Se utiliza en detectores infrarrojos y para imágenes térmicas.
IV2Silicio-germanioSi 1− x Ge x0,671.11 [5]directo/indirectoBanda prohibida ajustable, permite la construcción de estructuras de heterojunción . Ciertos espesores de superredes tienen banda prohibida directa. [49]
IV2Estaño-silicioSi 1− x Sn x1.01.11indirectoBanda prohibida ajustable. [50]
III-V3Arseniuro de aluminio y galioAl x Ga 1− x As1.422.16 [5]directo/indirectoBanda prohibida directa para x<0,4 (que corresponde a 1,42–1,95 eV); se puede adaptar en red al sustrato de GaAs en todo el rango de composición; tiende a oxidarse; dopaje n con Si, Se, Te; dopaje p con Zn, C, Be, Mg. [3] Se puede utilizar para diodos láser infrarrojos. Se utiliza como capa de barrera en dispositivos de GaAs para confinar electrones a GaAs (véase, por ejemplo, QWIP ). El AlGaAs con una composición cercana al AlAs es casi transparente a la luz solar. Se utiliza en células solares de GaAs/AlGaAs.
III-V3Arseniuro de indio y galioEn x Ga 1− x As0,361.43directoMaterial bien desarrollado. Puede adaptarse en red a sustratos de InP. Se utiliza en tecnología de infrarrojos y termofotovoltaica . El contenido de indio determina la densidad de portadores de carga. Para x = 0,015, InGaAs se adapta perfectamente en red al germanio; se puede utilizar en células fotovoltaicas multiunión. Se utiliza en sensores infrarrojos, fotodiodos de avalancha, diodos láser, detectores de comunicación por fibra óptica y cámaras infrarrojas de longitud de onda corta.
III-V3Fosfuro de indio y galioEn x Ga 1− x P1.352.26directo/indirectoSe utiliza para estructuras HEMT y HBT y células solares multiunión de alta eficiencia , por ejemplo, para satélites. Ga 0.5 In 0.5 P es casi idéntico en red al GaAs, mientras que AlGaIn se utiliza para pozos cuánticos para láseres rojos.
III-V3Arseniuro de aluminio e indioAl x En 1− x Como0,362.16directo/indirectoCapa intermedia en transistores HEMT metamórficos , que ajusta la constante reticular entre el sustrato de GaAs y el canal de GaInAs. Puede formar heteroestructuras en capas que actúan como pozos cuánticos, por ejemplo, en láseres de cascada cuántica .
III-V3Antimonuro de aluminio y galioAl x Ga 1− x Sb0,71.61directo/indirectoSe utiliza en HBT , HEMT , diodos de efecto túnel resonante y algunos nichos de optoelectrónica. También se utiliza como capa intermedia para pozos cuánticos de InAs .
III-V3Antimonuro de aluminio e indioAl x En 1− x Sb0,171.61directo/indirectoSe utiliza como capa intermedia en pozos cuánticos basados ​​en InSb y otros dispositivos creados sobre sustratos de GaAs y GaSb. También se utiliza como capa activa en algunos LED y fotodiodos de infrarrojo medio.
III-V3Nitruro de arseniuro de galioGaAsN
III-V3Fosfuro de arseniuro de galioGaAsP1.432.26directo/indirectoSe utiliza en LED rojos, naranjas y amarillos. A menudo se cultiva en GaP. Se puede dopar con nitrógeno.
III-V3Antimonuro de arseniuro de aluminioAlAsSb1.612.16indirectoSe utiliza como capa de barrera en fotodetectores infrarrojos. Puede adaptarse en red a GaSb, InAs e InP.
III-V3Antimonuro de arseniuro de galioGaAsSb0,71.42 [5]directoSe utiliza en HBT y en uniones túnel en celdas solares multiunión . GaAs 0,51 Sb 0,49 está adaptado en red a InP.
III-V3Nitruro de aluminio y galioAlGaN3.446.28directoSe utiliza en diodos láser azules , LED ultravioleta (hasta 250 nm) y HEMT de AlGaN/GaN . Se puede cultivar en zafiro. Se utiliza en heterojunciones con AlN y GaN.
III-V3Fosfuro de aluminio y galioAlGaP2.262.45indirectoSe utiliza en algunos LED verdes.
III-V3Nitruro de indio y galioInGaN23.4directoEn x Ga 1–x N, x suele estar entre 0,02 y 0,3 (0,02 para UV cercano, 0,1 para 390 nm, 0,2 para 420 nm, 0,3 para 440 nm). Se puede cultivar epitaxialmente sobre zafiro, obleas de SiC o silicio. Utilizados en los LED azules y verdes modernos, los pozos cuánticos de InGaN son emisores efectivos desde el verde hasta el ultravioleta. Insensibles al daño por radiación, posible uso en células solares satelitales. Insensibles a los defectos, tolerantes al daño por desajuste de red. Alta capacidad térmica.
III-V3Antimonuro de arseniuro de indioEnAsSb0,170,36directoSe utiliza principalmente en fotodetectores infrarrojos de onda media y larga debido a su pequeño intervalo de banda, que alcanza un mínimo de alrededor de 0,08 eV en InAs 0,4 Sb 0,6 a temperatura ambiente.
III-V3Antimonuro de indio y galioInGaSb0,170,7directoSe utiliza en algunos transistores y fotodetectores infrarrojos.
III-V4Fosfuro de aluminio, galio e indioAlGaInPdirecto/indirectoTambién InAlGaP, InGaAlP, AlInGaP; para la adaptación de la red a los sustratos de GaAs, la fracción molar de In se fija en aproximadamente 0,48, la relación Al/Ga se ajusta para lograr brechas de banda entre aproximadamente 1,9 y 2,35 eV; brechas de banda directas o indirectas según las relaciones Al/Ga/In; se utiliza para longitudes de onda entre 560 y 650 nm; tiende a formar fases ordenadas durante la deposición, lo que se debe evitar [3]
III-V4Fosfuro de arseniuro de galio y aluminioAlGaAsP
III-V4Fosfuro de arseniuro de galio e indioInGaAsP
III-V4Antimonuro de arseniuro de indio y galioInGaAsSbUso en termofotovoltaica .
III-V4Fosfuro de antimonuro y arseniuro de indioEnAsSbPUso en termofotovoltaica .
III-V4Fosfuro de arseniuro de aluminio e indioAlInAsP
III-V4Nitruro de arseniuro de galio y aluminioAlGaAsN
III-V4Nitruro de arseniuro de indio y galioInGaAsN
III-V4Nitruro de arseniuro de indio y aluminioEnAlAsN
III-V4Nitruro de antimonuro de arseniuro de galioGaAsSbN
III-V5Nitruro de galio e indio, arseniuro y antimonuroGaInNAsSb
III-V5Fosfuro de antimonuro de arseniuro de galio e indioGananciaAsSbPSe puede cultivar en sustratos InAs, GaSb y otros. Se puede adaptar la red variando la composición. Posiblemente se pueda utilizar para LED de infrarrojo medio.
II-VI3Telururo de cadmio y zinc , CZTCdZnTe1.42.2directoDetector de rayos X y rayos gamma de estado sólido eficiente, puede funcionar a temperatura ambiente. Alto coeficiente electroóptico . Se utiliza en células solares. Se puede utilizar para generar y detectar radiación de terahercios. Se puede utilizar como sustrato para el crecimiento epitaxial de HgCdTe.
II-VI3Telururo de mercurio y cadmioHgCdTe01.5Conocido como "MerCad". Uso extensivo en sensores de imágenes infrarrojas refrigeradas sensibles, astronomía infrarroja y detectores infrarrojos. Aleación de telururo de mercurio (un semimetal , brecha de banda cero) y CdTe. Alta movilidad de electrones. El único material común capaz de operar en ventanas atmosféricas de 3-5 μm y 12-15 μm . Puede cultivarse en CdZnTe.
II-VI3Telururo de mercurio y zincHgZnTe02.25Se utiliza en detectores infrarrojos, sensores de imágenes infrarrojas y astronomía infrarroja. Tiene mejores propiedades mecánicas y térmicas que el HgCdTe, pero es más difícil controlar su composición. Es más difícil formar heteroestructuras complejas.
II-VI3Seleniuro de mercurio y zincHgZnSe
II-V4Fosfuro de arseniuro de zinc y cadmio(Zn 1−x Cd x ) 3 (P 1−y As y ) 2 [51]0 [26]1.5 [52]Diversas aplicaciones en optoelectrónica (incluida la fotovoltaica), electrónica y termoeléctrica . [53]
otro4Seleniuro de cobre , indio y galio (CIGS)Cu(In,Ga) Se211.7directoCuIn x Ga 1–x Se 2 . Policristalino. Se utiliza en células solares de película fina .

Véase también

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