قائمة مواد أشباه الموصلات

المواد شبه الموصلة (إنگليزية: Semiconductor materials)، هي مواد عازلة للكهرباء ذات فجوة نطاق صغيرة اسمياً. الخاصية المميزة لمواد أشباه الموصلات هي أنه يمكن اختراقها عن طريق التشويب مع الشوائب التي تغير خصائصها الإلكترونية بطريقة يمكن التحكم فيها.[1]

نظرًا لتطبيقها في صناعة الحواسب والكهروضوئية - في أجهزة مثل الترانزستور والليزر والخلايا الشمسية - فإن البحث عن مواد أشباه الموصلات جديدة وتحسين المواد الموجودة من مجالات الدراسة الهامة علم المواد.

المواد شبه الموصلة الأكثر شيوعًا هي المواد الصلبة البلورية غير العضوية. تصنف هذه المواد بحسب مجموعات الجدول الدوري لذراتها المكونة.

تختلف مواد أشباه الموصلات المختلفة في خصائصها. وهكذا، بالمقارنة مع السيليكون، فإن أشباه الموصلات المركبة لها مزايا وعيوب. على سبيل المثال، يحتوي زرنيخيد الگاليوم (GaAs) على حركية إلكترون أكبر ستة أضعاف من السيليكون، مما يسمح بتشغيل أسرع؛ فجوة نطاق أوسع، مما يسمح بتشغيل أجهزة الطاقة في درجات حرارة أعلى، وتعطي ضوضاء حرارية أقل للأجهزة منخفضة الطاقة في درجة حرارة الغرفة؛ تمنحها فجوة النطاق المباشرة خصائص إلكترونية بصرية أكثر ملاءمة من فجوة النطاق غير المباشرة للسيليكون؛ يمكن خلطه بالتركيبات الثلاثية والرباعية، مع عرض فجوة نطاق قابل للتعديل، مما يسمح بانبعاث الضوء بأطوال موجية مختارة، مما يجعل من الممكن المطابقة مع الأطوال الموجية التي يتم نقلها بكفاءة أكبر من خلال الألياف البصرية. يمكن أيضًا زراعة زرنيخيد الگاليوم في شكل شبه عازل، وهو مناسب كركيزة عازلة مطابقة للشبكة لأجهزة زرنيخيد الگاليوم. على العكس من ذلك، فإن السيليكون قوي ورخيص وسهل المعالجة، في حين أن زرنيخيد الگاليوم هش ومكلف، ولا يمكن إنشاء طبقات العزل بمجرد زراعة طبقة أكسيد؛ لذلك يستخدم زرنيخيد الگاليوم فقط عندما لا يكون السيليكون كافيًا.[2]

عن طريق خلط مركبات متعددة، تكون بعض مواد أشباه الموصلات قابلة للضبط، على سبيل المثال، في فجوة النطاق أو ثابت الشبكة. والنتيجة هي التركيبات الثلاثية أو الرباعية أو حتى الخماسية. تسمح التركيبات الثلاثية بتعديل فجوة النطاق ضمن نطاق المركبات الثنائية المعنية؛ ومع ذلك، في حالة الجمع بين مواد فجوة النطاق المباشرة وغير المباشرة، توجد نسبة تسود فيها فجوة النطاق غير المباشرة، مما يحد من النطاق القابل للاستخدام في الإلكترونيات الضوئية؛ على سبيل المثال AlGaAs الديودات الباعثة للضوء المصنوعة من AlGaAs تقتصر على 660 ن.م. بهذا تميل الثوابت الشبكية للمركبات أيضًا إلى أن تكون مختلفة، كما أن عدم تطابق الشبكة مع الركيزة، اعتمادًا على نسبة الخلط، يتسبب في حدوث عيوب في الكميات التي تعتمد على حجم عدم التطابق؛ هذا يؤثر على نسبة إعادة التركيب الإشعاعي/غير الإشعاعي الذي يمكن تحقيقه ويحدد كفاءة الإضاءة للجهاز. تسمح التركيبات الرباعية والأعلى بضبط فجوة النطاق وثابت الشبكة في نفس الوقت، مما يسمح بزيادة كفاءة الإشعاع في نطاق أوسع من الأطوال الموجية؛ على سبيل المثال، تستخدم AlGaInP لمصابيح الديودات الباعثة لضوء. تعتبر المواد الشفافة للطول الموجي للضوء مفيدة، لأن هذا يسمح باستخراج الفوتونات بشكل أكثر كفاءة من الجزء الأكبر من المادة. أي، في مثل هذه المواد الشفافة، لا يقتصر إنتاج الضوء على السطح فقط. يعتمد مؤشر الانكسار أيضًا على التركيب ويؤثر على كفاءة استخراج الفوتونات من المادة.[3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

أنواع مواد أشباه الموصلات


أشباه الموصلات المركبة

أشباه الموصلات المركبة هي مركبات أشباه موصلات تتكون من عنصر كيميائي من نوعين مختلفين على الأقل. تتشكل أشباه الموصلات هذه على سبيل المثال في مجموعات الجدول الدوري 13-15 (المجموعات القديمة من الثالث إلى الخامس)، على سبيل المثال عناصر من مجموعة البورون (المجموعة القديمة الثالثة، البورون، الألومنيوم، الگاليوم، الإنديوم) ومن المجموعة 15 (المجموعة القديمة الخامسة، النيتروجين، الفوسفور، الزرنيخ، الأنتيمون، البزموت). نطاق الصيغ الممكنة واسع للغاية لأن هذه العناصر يمكن أن تشكل ثنائيًا (عنصران، على سبيل المثال زرنيخيد الگاليوم الثلاثي (GaAs))، ثلاثي (ثلاثة عناصر، على سبيل المثال زرنيخيد الگاليوم إنديوم (InGaAs)) وسبائك رباعةي (أربعة عناصر) مثل فوسفيد الألومنيوم گاليوم إنديوم (AlInGaP)) وسبائك زرنيخيد إنتيمونيد فوسفيد الإنديوم (InAsSbP). تشبه خصائص أشباه الموصلات المركبة III-V نظيراتها من المجموعة الرابعة. تميل الأيونية الأعلى في هذه المركبات، وخاصة في مركب II-VI، إلى زيادة فجوة النطاق الأساسية فيما يتعلق بالمركبات الأيونية الأقل.[4]

التصنيع

التنضيد الطوري هي أكثر تقنيات الترسيب شيوعًا لتشكيل الأغشية الرقيقة المركبة شبه الموصلة للأجهزة.[بحاجة لمصدر] وهي تستخدم مركبات عضوية فلزية عالية النقاء و/أو هيدريات مثل سلائف المواد المنبع في الغاز المحيط مثل الهيدروجين.

تتضمن التقنيات الأخرى:

جدول قائمة مواد أشباه الموصلات

المجموعة العنصر المادة الصيغة فجوة النطاق (eV) نوع الفجوة الوصف
IV 1 السليكون Si 1.12[5][6] غير مباشرة Used in conventional crystalline silicon (c-Si) solar cells, and in its amorphous form as amorphous silicon (a-Si) in thin-film solar cells. Most common semiconductor material in photovoltaics; dominates worldwide PV market; easy to fabricate; good electrical and mechanical properties. Forms high quality thermal oxide for insulation purposes. Most common material used in the fabrication of Integrated Circuits.
IV 1 الجرمانيوم Ge 0.67[5][6] غير مباشرة Used in early radar detection diodes and first transistors; requires lower purity than silicon. A substrate for high-efficiency multijunction photovoltaic cells. Very similar lattice constant to gallium arsenide. High-purity crystals used for gamma spectroscopy. May grow whiskers, which impair reliability of some devices.
IV 1 الماس C 5.47[5][6] غير مباشرة Excellent thermal conductivity. Superior mechanical and optical properties.

High carrier mobilities[7] and high electric breakdown field[8] at room temperature as excellent electronics characteristics. Extremely high nanomechanical resonator quality factor.[9]

IV 1 القصدير الرمادي، α-Sn Sn 0.08[10] غير مباشرة Low temperature allotrope (diamond cubic lattice).
IV 2 كربيد السليكون، 3C-SiC SiC 2.3[5] غير مباشرة used for early yellow LEDs
IV 2 كربيد السليكون، 4H-SiC SiC 3.3[5] غير مباشرة Used for high-voltage and high-temperature applications
IV 2 كربيد السليكون، 6H-SiC SiC 3.0[5] غير مباشرة used for early blue LEDs
VI 1 الكبريت، α-S S8 2.6[11]
VI 1 السلينيوم (الثلاثي الزوايا) الرمادي Se 1.83 - 2.0[12] غير مباشرة Used in selenium rectifiers. Band gap depends on fabrication conditions.
VI 1 السلنيوم الأحمر Se 2.05 غير مباشرة [13]
VI 1 التلوريوم Te 0.33[14]
III-V 2 نيتريد البورون، المكعب BN 6.36[15] غير مباشرة potentially useful for ultraviolet LEDs
III-V 2 نيتريد البورون، السداسي BN 5.96[15] شبه مباشرة potentially useful for ultraviolet LEDs
III-V 2 نيتريد البورون النانوي BN 5.5[16]
III-V 2 فوسفيد البورون BP 2.1[17] غير مباشرة
III-V 2 زرنيخيد البورون BAs 1.82 مباشرة Ultrahigh thermal conductivity for thermal management; Resistant to radiation damage, possible applications in betavoltaics.
III-V 2 زرنيخيد البورون B12As2 3.47 غير مباشرة Resistant to radiation damage, possible applications in betavoltaics.
III-V 2 نيتريد الألومنيوم AlN 6.28[5] مباشرة Piezoelectric. Not used on its own as a semiconductor; AlN-close GaAlN possibly usable for ultraviolet LEDs. Inefficient emission at 210 nm was achieved on AlN.
III-V 2 فوسفيد الألومنيوم AlP 2.45[6] غير مباشرة
III-V 2 زرنيخيد الألومنيوم AlAs 2.16[6] غير مباشرة
III-V 2 أنتيمونيد الألومنيوم AlSb 1.6/2.2[6] غير مباشرة/مباشرة
III-V 2 نيتريد الگاليوم GaN 3.44[5][6] مباشرة problematic to be doped to p-type, p-doping with Mg and annealing allowed first high-efficiency blue LEDs[3] and blue lasers. Very sensitive to ESD. Insensitive to ionizing radiation. GaN transistors can operate at higher voltages and higher temperatures than GaAs, used in microwave power amplifiers. When doped with e.g. manganese, becomes a magnetic semiconductor.
III-V 2 فوسفيد الگاليوم GaP 2.26[5][6] غير مباشرة Used in early low to medium brightness cheap red/orange/green LEDs. Used standalone or with GaAsP. Transparent for yellow and red light, used as substrate for GaAsP red/yellow LEDs. Doped with S or Te for n-type, with Zn for p-type. Pure GaP emits green, nitrogen-doped GaP emits yellow-green, ZnO-doped GaP emits red.
III-V 2 زرنيخيد الگاليوم GaAs 1.42[5][6] مباشرة second most common in use after silicon, commonly used as substrate for other III-V semiconductors, e.g. InGaAs and GaInNAs. Brittle. Lower hole mobility than Si, P-type CMOS transistors unfeasible. High impurity density, difficult to fabricate small structures. Used for near-IR LEDs, fast electronics, and high-efficiency solar cells. Very similar lattice constant to germanium, can be grown on germanium substrates.
III-V 2 أنتيمونيد الگاليوم GaSb 0.73[5][6] مباشرة Used for infrared detectors and LEDs and thermophotovoltaics. Doped n with Te, p with Zn.
III-V 2 نيتريد الإنديوم InN 0.7[5] مباشرة Possible use in solar cells, but p-type doping difficult. Used frequently as alloys.
III-V 2 فوسفيد الإنديوم InP 1.35[5] مباشرة Commonly used as substrate for epitaxial InGaAs. Superior electron velocity, used in high-power and high-frequency applications. Used in optoelectronics.
III-V 2 زرنيخيد الإنديوم InAs 0.36[5] مباشرة Used for infrared detectors for 1–3.8 µm, cooled or uncooled. High electron mobility. InAs dots in InGaAs matrix can serve as quantum dots. Quantum dots may be formed from a monolayer of InAs on InP or GaAs. Strong photo-Dember emitter, used as a terahertz radiation source.
III-V 2 أنتيمونيد الإنديوم InSb 0.17[5] مباشرة Used in infrared detectors and thermal imaging sensors, high quantum efficiency, low stability, require cooling, used in military long-range thermal imager systems. AlInSb-InSb-AlInSb structure used as quantum well. Very high electron mobility, electron velocity and ballistic length. Transistors can operate below 0.5V and above 200 GHz. Terahertz frequencies maybe achievable.
II-VI 2 سلنيد الكادميوم CdSe 1.74[6] مباشرة Nanoparticles used as quantum dots. Intrinsic n-type, difficult to dope p-type, but can be p-type doped with nitrogen. Possible use in optoelectronics. Tested for high-efficiency solar cells.
II-VI 2 كبريتيد الكادميوم CdS 2.42[6] مباشرة Used in photoresistors and solar cells; CdS/Cu2S was the first efficient solar cell. Used in solar cells with CdTe. Common as quantum dots. Crystals can act as solid-state lasers. Electroluminescent. When doped, can act as a phosphor.
II-VI 2 تليوريد الكادميوم CdTe 1.49[6] مباشرة Used in solar cells with CdS. Used in thin film solar cells and other cadmium telluride photovoltaics; less efficient than crystalline silicon but cheaper. High electro-optic effect, used in electro-optic modulators. Fluorescent at 790 nm. Nanoparticles usable as quantum dots.
II-VI, أكسيد 2 أكسيد الزنك ZnO 3.37[6] مباشرة Photocatalytic. Band gap is tunable from 3 to 4 eV by alloying with magnesium oxide and cadmium oxide. Intrinsic n-type, p-type doping is difficult. Heavy aluminium, indium, or gallium doping yields transparent conductive coatings; ZnO:Al is used as window coatings transparent in visible and reflective in infrared region and as conductive films in LCD displays and solar panels as a replacement of indium tin oxide. Resistant to radiation damage. Possible use in LEDs and laser diodes. Possible use in random lasers.
II-VI 2 سلنيد الزنك ZnSe 2.7[6] مباشرة Used for blue lasers and LEDs. Easy to n-type doping, p-type doping is difficult but can be done with e.g. nitrogen. Common optical material in infrared optics.
II-VI 2 كبريتيد الزنك ZnS 3.54/3.91[6] مباشرة Band gap 3.54 eV (cubic), 3.91 (hexagonal). Can be doped both n-type and p-type. Common scintillator/phosphor when suitably doped.
II-VI 2 تليوريد الزنك ZnTe 2.3[6] مباشرة Can be grown on AlSb, GaSb, InAs, and PbSe. Used in solar cells, components of microwave generators, blue LEDs and lasers. Used in electrooptics. Together with lithium niobate used to generate terahertz radiation.
I-VII 2 كلوريد النحاس CuCl 3.4[18] مباشرة
I-VI 2 كبريتيد النحاس Cu2S 1.2[17] غير مباشرة p-type, Cu2S/CdS was the first efficient thin film solar cell
IV-VI 2 سلنيد القصدير PbSe 0.26[14] مباشرة Used in infrared detectors for thermal imaging. Nanocrystals usable as quantum dots. Good high temperature thermoelectric material.
IV-VI 2 كبريتيد القصدير الثنائي PbS 0.37[19] Mineral galena, first semiconductor in practical use, used in cat's whisker detectors; the detectors are slow due to high dielectric constant of PbS. Oldest material used in infrared detectors. At room temperature can detect SWIR, longer wavelengths require cooling.
IV-VI 2 تليوريد القصدير PbTe 0.32[5] Low thermal conductivity, good thermoelectric material at elevated temperature for thermoelectric generators.
IV-VI 2 كبريتيد القصدير الثنائي SnS 1.3/1.0[20] مباشرة/غير مباشرة Tin sulfide (SnS) is a semiconductor with direct optical band gap of 1.3 eV and absorption coefficient above 104 cm−1 for photon energies above 1.3 eV. It is a p-type semiconductor whose electrical properties can be tailored by doping and structural modification and has emerged as one of the simple, non-toxic and affordable material for thin films solar cells since a decade.
IV-VI 2 كبريتيد القصدير الرباعي SnS2 2.2[21] SnS2 is widely used in gas sensing applications.
IV-VI 2 تليوريد القصدير SnTe 0.18 Complex band structure.
IV-VI 3 تليوريد القصدير الرصاص Pb1−xSnxTe 0-0.29 Used in infrared detectors and for thermal imaging
V-VI, layered 2 تليوريد البزموت Bi2Te3 0.13[5] Efficient thermoelectric material near room temperature when alloyed with selenium or antimony. Narrow-gap layered semiconductor. High electrical conductivity, low thermal conductivity. Topological insulator.
II-V 2 فوسفيد الكادميوم Cd3P2 0.5[22]
II-V 2 زرنيخيد الكادميوم Cd3As2 0 N-type intrinsic semiconductor. Very high electron mobility. Used in infrared detectors, photodetectors, dynamic thin-film pressure sensors, and magnetoresistors. Recent measurements suggest that 3D Cd3As2 is actually a zero band-gap Dirac semimetal in which electrons behave relativistically as in graphene.[23]
II-V 2 فوسفيد الزنك Zn3P2 1.5[24] مباشرة عادة من النوع پ.
II-V 2 ثاني فوسفيد الزنك ZnP2 2.1[25]
II-V 2 زرنيخيد الزنك Zn3As2 1.0[26] The lowest direct and indirect bandgaps are within 30 meV or each other.[26]
II-V 2 أنتيمونيد الزنك Zn3Sb2 Used in infrared detectors and thermal imagers, transistors, and magnetoresistors.
أكسيد 2 ثاني أكسيد التيتانيوم، anatase TiO2 3.20[27] غير مباشرة photocatalytic, n-type
أكسيد 2 ثاني أكسيد التيتانيوم، rutile TiO2 3.0[27] مباشرة photocatalytic, n-type
أكسيد 2 ثاني أكسيد التيتانيوم، brookite TiO2 3.26[27] [28]
أكسيد 2 أكسيد النحاس الأحادي Cu2O 2.17[29] One of the most studied semiconductors. Many applications and effects first demonstrated with it. Formerly used in rectifier diodes, before silicon.
أكسيد 2 أكسيد النحاس الثنائي CuO 1.2 N-type semiconductor.[30]
أكسيد 2 ثاني أكسيد اليورانيوم UO2 1.3 High Seebeck coefficient, resistant to high temperatures, promising thermoelectric and thermophotovoltaic applications. Formerly used in URDOX resistors, conducting at high temperature. Resistant to radiation damage.
أكسيد 2 ثاني أكسيد القصدير SnO2 3.7 Oxygen-deficient n-type semiconductor. Used in gas sensors.
أكسيد 3 تيتانات الباريوم BaTiO3 3 Ferroelectric, piezoelectric. Used in some uncooled thermal imagers. Used in nonlinear optics.
أكسيد 3 تيتانات الاسترونشم SrTiO3 3.3 Ferroelectric, piezoelectric. Used in varistors. Conductive when niobium-doped.
أكسيد 3 نيوباتات اللثيوم LiNbO3 4 Ferroelectric, piezoelectric, shows Pockels effect. Wide uses in electrooptics and photonics.
V-VI 2 monoclinic أكسيد الڤناديوم الرباعي VO2 0.7[31] optical stable below 67 °C
Layered 2 يوديد القصدير الثنائي PbI2 2.4[32] PbI2 is a layered direct bandgap semiconductor with bandgap of 2.4 eV in its bulk form, whereas its 2D monolayer has an indirect bandgap of ~2.5 eV, with possibilities to tune the bandgap between 1–3 eV
Layered 2 ثاني كبريتيد الموليبدنم MoS2 1.23 eV (2H)[33] غير مباشرة
Layered 2 سلنيد الگاليوم GaSe 2.1 غير مباشرة Photoconductor. Uses in nonlinear optics. Used as 2D-material. Air sensitive.[34][35][36]
Layered 2 سلنيد الإنديوم InSe 1.26-2.35 eV[36] مباشرة (غير مباشرة في 2D) Air sensitive. High electrical mobility in few- and mono-layer form.[34][35][36]
Layered 2 كبريتيد القصدير SnS >1.5 eV مباشرة
Layered 2 كبريتيد البزموت Bi2S3 1.3[5]
مغناطيسي، diluted (DMS)[37] 3 زرنيخيد المنجنيز الگاليوم GaMnAs
مغناطيسي، diluted (DMS) 3 تليوريد المنجنيز الرصاص PbMnTe
مغناطيسي 4 منجنات الكالسيوم لانثانم La0.7Ca0.3MnO3 colossal magnetoresistance
مغناطيسي 2 أكسيد الحديد الثنائي FeO 2.2 [38] مضاد للمغناطيسية الحديدية Band gap for iron oxide nanoparticles was found to be 2.2 eV and on doping the band gap found to be increased up to 2.5 eV
مغناطيسي 2 أكسيد النيكل الثنائي NiO 3.6–4.0 direct[39][40] مضاد للمغناطيسية الحديدية
مغناطيسي 2 أكسيد الأوروپيوم الثنائي EuO مغناطيسية حديدية
Magnetic 2 كبريتيد الأوروپيوم الثنائي EuS مغناطيسية حديدية
مغناطيسي 2 بروميد الكروم الثلاثي CrBr3
أخرى 3 سلنيد الإنديوم نحاس، CIS CuInSe2 1 مباشرة
أخرى 3 كبريتيد الگاليوم فضة AgGaS2 nonlinear optical properties
أخرى 3 فوسفيد السليكون زنك ZnSiP2 2.0[17]
أخرى 2 ثلاثي كبريتيد الزرنيخ Orpiment As2S3 2.7[41] مباشرة semiconductive in both crystalline and glassy state
أخرى 2 كبريتيد الزرنيخ Realgar As4S4 semiconductive in both crystalline and glassy state
أخرى 2 سيليسيد الپلاتين PtSi Used in infrared detectors for 1–5 µm. Used in infrared astronomy. High stability, low drift, used for measurements. Low quantum efficiency.
أخرى 2 يوديد البيزموت الثلاثي BiI3
أخرى 2 يوديد الزئبق الثنائي HgI2 Used in some gamma-ray and x-ray detectors and imaging systems operating at room temperature.
أخرى 2 بروميد التاليوم الأحادي TlBr 2.68[42] Used in some gamma-ray and x-ray detectors and imaging systems operating at room temperature. Used as a real-time x-ray image sensor.
أخرى 2 كبريتيد الفضة Ag2S 0.9[43]
أخرى 2 ثاني كبريتيد الحديد FeS2 0.95[44] Mineral pyrite. Used in later cat's whisker detectors, investigated for solar cells.
أخرى 4 كبريتيد القصدير زنك نحاس، CZTS Cu2ZnSnS4 1.49 مباشرة Cu2ZnSnS4 مشتق من CIGS، بدلاً من الإنديوم/الگاليوم مع وفرة من الزنك/القصدير
أخرى 4 كبريتيد الأنتيمون زنك نحاس، CZAS Cu1.18Zn0.40Sb1.90S7.2 2.2[45] مباشرة يشتق كبريتيد الأنتيمون الزنك النحاس من كبريتيد الأنتيمون النحاس (CAS)، مركب من الفئة الفامانينيتية.
أخرى 3 كبريتيد القصدير نحاس، CTS Cu2SnS3 0.91[17] مباشرة Cu2SnS3 هي شبه موصل من النوع پ ويمكن استخدامه في تطبيقات الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

جدول أنظمة سبائك أشباه الموصلات

يمكن ضبط أنظمة أشباه الموصلات التالية إلى حد ما، ولا تمثل مادة واحدة بل فئة من المواد.


المجموعة العنصر فئة المادة الصيغة data-sort-type=number | فجوة النطاق (eV) نوع الفجوة الوصف
الدنيا العليا
IV-VI 3 تليوريد القصدير الرصاص Pb1−xSnxTe 0 0.29 يستخدم في أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء والتصوير الحراري
IV 2 السليكون-جرمانيوم Si1−xGex 0.67 1.11[5] غير مباشرة adjustable band gap, allows construction of heterojunction structures. Certain thicknesses of superlattices have direct band gap.[46]
IV 2 السليكون-قصدير Si1−xSnx 1.0 1.11 غير مباشرة فجوة نطاق قابلة للتعديل.[47]
III-V 3 زرنيخيد الگاليوم ألومنيوم AlxGa1−xAs 1.42 2.16[5] مباشرة/غير مباشرة direct band gap for x<0.4 (corresponding to 1.42–1.95 eV); can be lattice-matched to GaAs substrate over entire composition range; tends to oxidize; n-doping with Si, Se, Te; p-doping with Zn, C, Be, Mg.[3] Can be used for infrared laser diodes. Used as a barrier layer in GaAs devices to confine electrons to GaAs (see e.g. QWIP). AlGaAs with composition close to AlAs is almost transparent to sunlight. Used in GaAs/AlGaAs solar cells.
III-V 3 زرنيخيد الگاليوم إنديوم InxGa1−xAs 0.36 1.43 مباشرة Well-developed material. Can be lattice matched to InP substrates. Use in infrared technology and thermophotovoltaics. Indium content determines charge carrier density. For x=0.015, InGaAs perfectly lattice-matches germanium; can be used in multijunction photovoltaic cells. Used in infrared sensors, avalanche photodiodes, laser diodes, optical fiber communication detectors, and short-wavelength infrared cameras.
III-V 3 فوسفيد الگاليوم إنديوم InxGa1−xP 1.35 2.26 مباشرة/غير مباشرة used for HEMT and HBT structures and high-efficiency multijunction solar cells for e.g. satellites. Ga0.5In0.5P is almost lattice-matched to GaAs, with AlGaIn used for quantum wells for red lasers.
III-V 3 زرنيخيد الإنديوم ألومنيوم AlxIn1−xAs 0.36 2.16 مباشرة/غير مباشرة Buffer layer in metamorphic HEMT transistors, adjusting lattice constant between GaAs substrate and GaInAs channel. Can form layered heterostructures acting as quantum wells, in e.g. quantum cascade lasers.
III-V 3 أنتيمونيد الإنديوم ألومنيوم AlxIn1−xSb
III-V 3 نيتريد الزرنيخ گاليوم GaAsN
III-V 3 فوسفيد الزرنيخ گاليوم GaAsP 1.43 2.26 مباشرة/غير مباشرة Used in red, orange and yellow LEDs. Often grown on GaP. Can be doped with nitrogen.
III-V 3 أنتيمونيد الزرنيخ گاليوم GaAsSb 0.7 1.42[5] مباشرة
III-V 3 نيتريد الگاليوم ألومنيوم AlGaN 3.44 6.28 مباشرة Used in blue laser diodes, ultraviolet LEDs (down to 250 nm), and AlGaN/GaN HEMTs. Can be grown on sapphire. Used in heterojunctions with AlN and GaN.
III-V 3 فوسفيد الگاليوم ألومنيوم AlGaP 2.26 2.45 غير مباشرة Used in some green LEDs.
III-V 3 نيتريد الگاليوم إنديوم InGaN 2 3.4 مباشرة InxGa1–xN, x usually between 0.02–0.3 (0.02 for near-UV, 0.1 for 390 nm, 0.2 for 420 nm, 0.3 for 440 nm). Can be grown epitaxially on sapphire, SiC wafers or silicon. Used in modern blue and green LEDs, InGaN quantum wells are effective emitters from green to ultraviolet. Insensitive to radiation damage, possible use in satellite solar cells. Insensitive to defects, tolerant to lattice mismatch damage. High heat capacity.
III-V 3 أنتيمونيد الزرنيخ إنديوم InAsSb
III-V 3 أنتيمونيد الگاليوم إنديوم InGaSb
III-V 4 فوسفيد الإنديوم گاليوم ألومنيوم AlGaInP مباشرة/غير مباشرة also InAlGaP, InGaAlP, AlInGaP; for lattice matching to GaAs substrates the In mole fraction is fixed at about 0.48, the Al/Ga ratio is adjusted to achieve band gaps between about 1.9 and 2.35 eV; direct or indirect band gaps depending on the Al/Ga/In ratios; used for waveengths between 560–650 nm; tends to form ordered phases during deposition, which has to be prevented[3]
III-V 4 فوسفيد زرنيخيد الگاليوم ألومنيوم AlGaAsP
III-V 4 فوسفيد زرنيخيد الگاليوم إنديوم InGaAsP
III-V 4 أنتيمونيد زرنيخيد الگاليوم إنديوم InGaAsSb Use in thermophotovoltaics.
III-V 4 فوسفيد أنتيمونيد الزرنيخ إنديوم InAsSbP Use in thermophotovoltaics.
III-V 4 فوسفيد زرنيخيد الإنديوم ألومنيوم AlInAsP
III-V 4 نيتريد زرنيخيد الگاليوم ألومنيوم AlGaAsN
III-V 4 نيتريد زرنيخيد الگاليوم إنديوم InGaAsN
III-V 4 نيتريد زرنيخيد الألومنيوم إنديوم InAlAsN
III-V 4 نيتريد أنتيمونيد الزرنيخ گاليوم GaAsSbN
III-V 5 أنتيمونيد زرنيخيد نيتريد الإنديوم گاليوم GaInNAsSb
III-V 5 فوسفيد أنتيمونيد زرنيخيد الإنديوم گاليوم GaInAsSbP Can be grown on InAs, GaSb, and other substrates. Can be lattice matched by varying composition. Possibly usable for mid-infrared LEDs.
II-VI 3 تليوريد الزنك كادميوم، CZT CdZnTe 1.4 2.2 مباشرة Efficient solid-state x-ray and gamma-ray detector, can operate at room temperature. High electro-optic coefficient. Used in solar cells. Can be used to generate and detect terahertz radiation. Can be used as a substrate for epitaxial growth of HgCdTe.
II-VI 3 تليوريد الكادميوم زئبق HgCdTe 0 1.5 يُعرف باسم "MerCad". يستخدم بشكل مكثف في أجهزة الاستشعار الحساسة المبردة في التصوير بالأشعة تحت الحمراء، علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء، وأجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء. سبيكة تليوريد الزئبق (شبه فلزية، فجوة نطاق صفرية) وCdTe. ينقل إلكتروني عالي. المادة الشائعة الوحيدة القادرة على العمل في نافذة الغلاف الجوي بقطر 3–5 ميكرومتر و12–15 ميكرومتر. يمكن زراعته على CdZnTe.
II-VI 3 تليوريد الزنك زئبق HgZnTe 0 2.25 يستخدم في أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء، وأجهزة استشعار التصوير بالأشعة تحت الحمراء، وعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء. يتمتع بخواص ميكانيكية وحرارية أفضل من HgCdTe لكن يصعب التحكم في تركيبه. أكثر صعوبة لتشكيل هياكل غير متجانسة معقدة.
II-VI 3 سلنيد الزنك زئبق HgZnSe
II-V 4 زرنيخيد فوسفيد الكادميوم زنك (Zn1−xCdx)3(P1−yAsy)2[48] 0[23] 1.5[49] تطبيقات مختلفة في الإلكترونيات البصرية (بما في ذلك الطاقة الضوئية)، الإلكترونيات والإلكترونيات الحرارية.[50]
غيرهم 4 سلنيد الگاليوم إنديوم نحاس, CIGS Cu(In,Ga)Se2 1 1.7 مباشرة CuInxGa1–xSe2. Polycrystalline. Used in thin film solar cells.

انظر أيضاً

المراجع

  1. ^ Jones, E.D. (1991). "Control of Semiconductor Conductivity by Doping". In Miller, L. S.; Mullin, J. B. (eds.). Electronic Materials. New York: Plenum Press. pp. 155–171. doi:10.1007/978-1-4615-3818-9_12. ISBN 978-1-4613-6703-1.
  2. ^ Milton Ohring Reliability and failure of electronic materials and devices Academic Press, 1998, ISBN 0-12-524985-3, p. 310.
  3. ^ أ ب ت ث John Dakin, Robert G. W. Brown Handbook of optoelectronics, Volume 1, CRC Press, 2006 ISBN 0-7503-0646-7 p. 57
  4. ^ Yu, Peter; Cardona, Manuel (2010). Fundamentals of Semiconductors (4 ed.). Springer-Verlag Berlin Heidelberg. p. 2. Bibcode:2010fuse.book.....Y. doi:10.1007/978-3-642-00710-1. ISBN 978-3-642-00709-5.
  5. ^ أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ ع غ ف ق "NSM Archive - Physical Properties of Semiconductors". www.ioffe.ru. Archived from the original on 2015-09-28. Retrieved 2010-07-10.
  6. ^ أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ Safa O. Kasap; Peter Capper (2006). Springer handbook of electronic and photonic materials. Springer. pp. 54, 327. ISBN 978-0-387-26059-4.
  7. ^ Isberg, Jan; Hammersberg, Johan; Johansson, Erik; Wikström, Tobias; Twitchen, Daniel J.; Whitehead, Andrew J.; Coe, Steven E.; Scarsbrook, Geoffrey A. (2002-09-06). "High Carrier Mobility in Single-Crystal Plasma-Deposited Diamond". Science (in الإنجليزية). 297 (5587): 1670–1672. Bibcode:2002Sci...297.1670I. doi:10.1126/science.1074374. ISSN 0036-8075. PMID 12215638. S2CID 27736134.
  8. ^ Pierre, Volpe (2010). "High breakdown voltage Schottky diodes synthesized on p-type CVD diamond layer". Physica Status Solidi. 207 (9): 2088–2092. Bibcode:2010PSSAR.207.2088V. doi:10.1002/pssa.201000055. S2CID 122210971.
  9. ^ Y. Tao, J. M. Boss, B. A. Moores, C. L. Degen (2012). Single-Crystal Diamond Nanomechanical Resonators with Quality Factors exceeding one Million. arXiv:1212.1347
  10. ^ "Tin, Sn". www.matweb.com.
  11. ^ Abass, A. K.; Ahmad, N. H. (1986). "Indirect band gap investigation of orthorhombic single crystals of sulfur". Journal of Physics and Chemistry of Solids. 47 (2): 143. Bibcode:1986JPCS...47..143A. doi:10.1016/0022-3697(86)90123-X.
  12. ^ Todorov, T. (2017). "Ultrathin high band gap solar cells with improved efficiencies from the world's oldest photovoltaic material". Nature Communications. 8 (1): 682. Bibcode:2017NatCo...8..682T. doi:10.1038/s41467-017-00582-9. PMC 5613033. PMID 28947765. S2CID 256640449.
  13. ^ Rajalakshmi, M.; Arora, Akhilesh (2001). "Stability of Monoclinic Selenium Nanoparticles". Solid State Physics. 44: 109.
  14. ^ أ ب Dorf, Richard (1993). The Electrical Engineering Handbook. CRC Press. pp. 2235–2236. ISBN 0-8493-0185-8.
  15. ^ أ ب Evans, D A; McGlynn, A G; Towlson, B M; Gunn, M; Jones, D; Jenkins, T E; Winter, R; Poolton, N R J (2008). "Determination of the optical band-gap energy of cubic and hexagonal boron nitride using luminescence excitation spectroscopy" (PDF). Journal of Physics: Condensed Matter. 20 (7): 075233. Bibcode:2008JPCM...20g5233E. doi:10.1088/0953-8984/20/7/075233. hdl:2160/612. S2CID 52027854.
  16. ^ "Boron nitride nanotube". www.matweb.com.
  17. ^ أ ب ت ث Madelung, O. (2004). Semiconductors: Data Handbook. Birkhäuser. p. 1. ISBN 978-3-540-40488-0.
  18. ^ Claus F. Klingshirn (1997). Semiconductor optics. Springer. p. 127. ISBN 978-3-540-61687-0.
  19. ^ "Lead(II) sulfide". www.matweb.com.
  20. ^ Patel, Malkeshkumar; Indrajit Mukhopadhyay; Abhijit Ray (26 May 2013). "Annealing influence over structural and optical properties of sprayed SnS thin films". Optical Materials. 35 (9): 1693–1699. Bibcode:2013OptMa..35.1693P. doi:10.1016/j.optmat.2013.04.034.
  21. ^ Burton, Lee A.; Whittles, Thomas J.; Hesp, David; Linhart, Wojciech M.; Skelton, Jonathan M.; Hou, Bo; Webster, Richard F.; O'Dowd, Graeme; Reece, Christian; Cherns, David; Fermin, David J.; Veal, Tim D.; Dhanak, Vin R.; Walsh, Aron (2016). "Electronic and optical properties of single crystal SnS2: An earth-abundant disulfide photocatalyst". Journal of Materials Chemistry A. 4 (4): 1312–1318. doi:10.1039/C5TA08214E.
  22. ^ Haacke, G.; Castellion, G. A. (1964). "Preparation and Semiconducting Properties of Cd3P2". Journal of Applied Physics. 35 (8): 2484–2487. Bibcode:1964JAP....35.2484H. doi:10.1063/1.1702886.
  23. ^ أ ب Borisenko, Sergey; et al. (2014). "Experimental Realization of a Three-Dimensional Dirac Semimetal". Physical Review Letters. 113 (27603): 027603. arXiv:1309.7978. Bibcode:2014PhRvL.113b7603B. doi:10.1103/PhysRevLett.113.027603. PMID 25062235. S2CID 19882802.
  24. ^ Kimball, Gregory M.; Müller, Astrid M.; Lewis, Nathan S.; Atwater, Harry A. (2009). "Photoluminescence-based measurements of the energy gap and diffusion length of Zn3P2" (PDF). Applied Physics Letters. 95 (11): 112103. Bibcode:2009ApPhL..95k2103K. doi:10.1063/1.3225151. ISSN 0003-6951.
  25. ^ Syrbu, N. N.; Stamov, I. G.; Morozova, V. I.; Kiossev, V. K.; Peev, L. G. (1980). "Energy band structure of Zn3P2, ZnP2 and CdP2 crystals on wavelength modulated photoconductivity and photoresponnse spectra of Schottky diodes investigation". Proceedings of the First International Symposium on the Physics and Chemistry of II-V Compounds: 237–242.
  26. ^ أ ب Botha, J. R.; Scriven, G. J.; Engelbrecht, J. A. A.; Leitch, A. W. R. (1999). "Photoluminescence properties of metalorganic vapor phase epitaxial Zn3As2". Journal of Applied Physics. 86 (10): 5614–5618. Bibcode:1999JAP....86.5614B. doi:10.1063/1.371569.
  27. ^ أ ب ت Rahimi, N.; Pax, R. A.; MacA. Gray, E. (2016). "Review of functional titanium oxides. I: TiO2 and its modifications". Progress in Solid State Chemistry. 44 (3): 86–105. doi:10.1016/j.progsolidstchem.2016.07.002.
  28. ^ S. Banerjee; et al. (2006). "Physics and chemistry of photocatalytic titanium dioxide: Visualization of bactericidal activity using atomic force microscopy" (PDF). Current Science. 90 (10): 1378.
  29. ^ O. Madelung; U. Rössler; M. Schulz, eds. (1998). "Cuprous oxide (Cu2O) band structure, band energies". Landolt-Börnstein – Group III Condensed Matter. Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology. Landolt-Börnstein - Group III Condensed Matter. Vol. 41C: Non-Tetrahedrally Bonded Elements and Binary Compounds I. pp. 1–4. doi:10.1007/10681727_62. ISBN 978-3-540-64583-2.
  30. ^ Lee, Thomas H. (2004). Planar Microwave Engineering: A practical guide to theory, measurement, and circuits. UK: Cambridge Univ. Press. p. 300. ISBN 978-0-521-83526-8.
  31. ^ Shin, S.; Suga, S.; Taniguchi, M.; Fujisawa, M.; Kanzaki, H.; Fujimori, A.; Daimon, H.; Ueda, Y.; Kosuge, K. (1990). "Vacuum-ultraviolet reflectance and photoemission study of the metal-insulator phase transitions in VO 2, V 6 O 13, and V 2 O 3". Physical Review B. 41 (8): 4993–5009. Bibcode:1990PhRvB..41.4993S. doi:10.1103/physrevb.41.4993. PMID 9994356.
  32. ^ Sinha, Sapna (2020). "Atomic structure and defect dynamics of monolayer lead iodide nanodisks with epitaxial alignment on graphene". Nature Communications. 11 (1): 823. Bibcode:2020NatCo..11..823S. doi:10.1038/s41467-020-14481-z. PMC 7010709. PMID 32041958. S2CID 256633781.
  33. ^ Kobayashi, K.; Yamauchi, J. (1995). "Electronic structure and scanning-tunneling-microscopy image of molybdenum dichalcogenide surfaces". Physical Review B. 51 (23): 17085–17095. Bibcode:1995PhRvB..5117085K. doi:10.1103/PhysRevB.51.17085. PMID 9978722.
  34. ^ أ ب Arora, Himani; Erbe, Artur (2021). "Recent progress in contact, mobility, and encapsulation engineering of InSe and GaSe". InfoMat (in الإنجليزية). 3 (6): 662–693. doi:10.1002/inf2.12160. ISSN 2567-3165.
  35. ^ أ ب Arora, Himani; Jung, Younghun; Venanzi, Tommaso; Watanabe, Kenji; Taniguchi, Takashi; Hübner, René; Schneider, Harald; Helm, Manfred; Hone, James C.; Erbe, Artur (2019-11-20). "Effective Hexagonal Boron Nitride Passivation of Few-Layered InSe and GaSe to Enhance Their Electronic and Optical Properties". ACS Applied Materials & Interfaces. 11 (46): 43480–43487. doi:10.1021/acsami.9b13442. hdl:11573/1555190. ISSN 1944-8244. PMID 31651146. S2CID 204884014.
  36. ^ أ ب ت Arora, Himani (2020). "Charge transport in two-dimensional materials and their electronic applications" (PDF). Doctoral Dissertation. Retrieved July 1, 2021.
  37. ^ B. G. Yacobi Semiconductor materials: an introduction to basic principles Springer, 2003, ISBN 0-306-47361-5
  38. ^ Kumar, Manish; Sharma, Anjna; Maurya, Indresh Kumar; Thakur, Alpana; Kumar, Sunil (2019). "Synthesis of ultra small iron oxide and doped iron oxide nanostructures and their antimicrobial activities". Journal of Taibah University for Science. 13: 280–285. doi:10.1080/16583655.2019.1565437. S2CID 139826266.
  39. ^ Synthesis and Characterization of Nano-Dimensional Nickelous Oxide (NiO) Semiconductor S. Chakrabarty and K. Chatterjee
  40. ^ Synthesis and Room Temperature Magnetic Behavior of Nickel Oxide Nanocrystallites Kwanruthai Wongsaprom*[a] and Santi Maensiri [b]
  41. ^ Arsenic sulfide (As2S3)
  42. ^ Temperature Dependence of Spectroscopic Performance of Thallium Bromide X- and Gamma-Ray Detectors
  43. ^ HODES; Ebooks Corporation (8 October 2002). Chemical Solution Deposition of Semiconductor Films. CRC Press. pp. 319–. ISBN 978-0-8247-4345-1. Retrieved 28 June 2011.
  44. ^ Arumona Edward Arumona; Amah A N (2018). "Density Functional Theory Calculation of Band Gap of Iron (II) disulfide and Tellurium". Advanced Journal of Graduate Research. 3: 41–46. doi:10.21467/ajgr.3.1.41-46.
  45. ^ Prashant K Sarswat; Michael L Free (2013). "Enhanced Photoelectrochemical Response from Copper Antimony Zinc Sulfide Thin Films on Transparent Conducting Electrode". International Journal of Photoenergy. 2013: 1–7. doi:10.1155/2013/154694.
  46. ^ Rajakarunanayake, Yasantha Nirmal (1991) Optical properties of Si-Ge superlattices and wide band gap II-VI superlattices Dissertation (Ph.D.), California Institute of Technology
  47. ^ Hussain, Aftab M.; Fahad, Hossain M.; Singh, Nirpendra; Sevilla, Galo A. Torres; Schwingenschlögl, Udo; Hussain, Muhammad M. (2014). "Tin – an unlikely ally for silicon field effect transistors?". Physica Status Solidi RRL. 8 (4): 332–335. Bibcode:2014PSSRR...8..332H. doi:10.1002/pssr.201308300. S2CID 93729786.
  48. ^ Trukhan, V. M.; Izotov, A. D.; Shoukavaya, T. V. (2014). "Compounds and solid solutions of the Zn-Cd-P-As system in semiconductor electronics". Inorganic Materials. 50 (9): 868–873. doi:10.1134/S0020168514090143. S2CID 94409384.
  49. ^ Cisowski, J. (1982). "Level Ordering in II3-V2 Semiconducting Compounds". Physica Status Solidi B. 111 (1): 289–293. Bibcode:1982PSSBR.111..289C. doi:10.1002/pssb.2221110132.
  50. ^ Arushanov, E. K. (1992). "II3V2 مركبات وسبائك". Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. 25 (3): 131–201. doi:10.1016/0960-8974(92)90030-T.
تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=قائمة_مواد_أشباه_الموصلات&oldid=2945853"