Phân tích vật liệu GaAs
1. Nghiên cứu về vật liệu bán dẫn hỗn hợp có thể được bắt nguồn từ đầu thế kỷ trước. Các tài liệu inP được báo cáo sớm nhất được nghiên cứu bởi Thiel et al. vào năm 1910. Năm 1952, nhà khoa học người Đức Welker lần đầu tiên nghiên cứu các hợp chất III-V như một họ bán dẫn mới và chỉ ra rằng chúng có các đặc tính vượt trội không được sở hữu bởi các vật liệu bán dẫn nguyên tố như Ge và Si. Trong năm mươi năm qua, nghiên cứu về vật liệu bán dẫn hỗn hợp đã có những tiến bộ lớn, và nó cũng đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực vi điện tử và quang điện tử.
Vật liệu Gallium arsenide (GaAs) hiện đang là vật liệu bán dẫn phức hợp nhất, được sử dụng rộng rãi và do đó là vật liệu bán dẫn hợp chất quan trọng nhất và là vật liệu bán dẫn quan trọng nhất sau silicon. Do hiệu suất vượt trội và cấu trúc dải, vật liệu GaAs có tiềm năng lớn trong các thiết bị vi sóng và thiết bị phát sáng. Hiện tại, công nghệ sản xuất tiên tiến của vật liệu gallium arsenide vẫn nằm trong tay các công ty quốc tế lớn như Nhật Bản, Đức và Hoa Kỳ. So với các công ty nước ngoài, các doanh nghiệp trong nước vẫn có một khoảng cách lớn trong công nghệ sản xuất vật liệu gallium arsenide.
2. Tính chất và công dụng của vật liệu gallium arsenide
Gallium arsenide là một cấu trúc dải năng lượng chuyển tiếp trực tiếp điển hình. Giá trị tối thiểu của dải dẫn và giá trị tối đa của dải hóa trị nằm ở trung tâm của vùng Brillouin, nghĩa là, k = 0, làm cho nó có hiệu suất chuyển đổi quang điện cao. Một vật liệu tuyệt vời để chuẩn bị các thiết bị quang điện.
Ở mức 300K, độ rộng dải cấm của vật liệu GaAs là 1,42V, lớn hơn nhiều so với 0,67V của Germanium và 1,12V silicon. Do đó, các thiết bị gallium arsenide có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn và chịu được công suất lớn.
So với vật liệu bán dẫn silicon truyền thống, vật liệu gallium arsenide (GaAs) có độ linh động điện tử cao, độ rộng dải cấm lớn, khoảng cách dải trực tiếp, tiêu thụ điện năng thấp và độ linh động của điện tử gấp khoảng 5,7 lần vật liệu silicon. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các thiết bị IC trong giao tiếp không dây và tần số cao. Các thiết bị nhiệt độ cao tần số cao, tốc độ cao, chống bức xạ được sản xuất thường được sử dụng trong các lĩnh vực truyền thông không dây, truyền thông sợi quang, thông tin di động, điều hướng toàn cầu GPS và tương tự. Ngoài ứng dụng tình cờ trong các sản phẩm IC, vật liệu GaAs cũng có thể được thêm vào các yếu tố khác để thay đổi cấu trúc dải của chúng để tạo hiệu ứng quang điện, chế tạo các thiết bị phát sáng bán dẫn và chế tạo pin mặt trời gallium arsenide.