ניתוח חומרים GaAs
1. המחקר של חומרים מוליכים למחצה מורכבים ניתן לייחס בחזרה לתחילת המאה הקודמת. החומרים המדווחים הראשונים בחומרים שנחקרו על ידי Thiel et al. בשנת 1910. בשנת 1952, למד המדען הגרמני וולקר לראשונה תרכובות III-V כמשפחה מוליכים למחצה חדשה והצביע על כך שיש להן תכונות עליונות שלא היו ברשותן של חומרים מוליכים למחצה יסודיים כגון Ge ו- Si. במהלך חמישים השנים האחרונות, מחקר על חומרים מוליכים למחצה המתקדמת יש התקדמות רבה, ויש לו גם בשימוש נרחב בתחומי המיקרואלקטרוניקה ואלקטרוניקה.
גאליום arsenide (GaAs) חומרים נמצאים כיום בשפע ביותר, בשימוש נרחב, ולכן החשוב ביותר חומרים מוליכים למחצה המתחם, ואת החומרים המוליכים למחצה החשובים ביותר לאחר סיליקון. בשל הביצועים שלה מעולה מבנה הלהקה, חומרים GaAs יש פוטנציאל גדול במיקרוגל התקנים פולטים אור. כיום, טכנולוגיית הייצור המתקדמת של גליום arsenide חומרים עדיין בידי חברות בינלאומיות גדולות כגון יפן, גרמניה וארצות הברית. לעומת חברות זרות, ארגונים מקומיים עדיין יש פער גדול בטכנולוגיה הייצור של גליום חומרים arsenide.
2. מאפיינים ושימושים של גליום חומרים arsenide
גליום arsenide הוא טיפוסית מעבר ישיר סוג האנרגיה הלהקה מבנה. הערך המינימלי של רצועת ההולכה והערך המרבי של רצועת הערכיות נמצאים במרכז אזור ברילואין, כלומר, k = 0, מה שהופך אותו בעל יעילות המרה אלקטרו-אופטי גבוהה. חומר מצוין להכנת מכשירים פוטו-חשמליים.
ב 300K, רוחב פס אסורה של חומר GaAs הוא 1.42V, אשר הרבה יותר גדול מ 0.67V של גרמניום ו 1.12V של סיליקון. לכן, גליום arsenide התקנים יכול לעבוד בטמפרטורות גבוהות יותר לעמוד בפני כוח גדול.
לעומת חומרים מוליכים למחצה סיליקון מסורתיים, גליום arsenide (GaAs) חומרים יש ניידות אלקטרונים גבוהה, רוחב פס גדול אסור, פער הלהקה ישירה, צריכת חשמל נמוכה, ואת ניידות אלקטרונים הוא בערך פי 5.7 של חומרי סיליקון. לכן, הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור של התקנים IC בתדר גבוה תקשורת אלחוטית. מכשירי התדר הגבוה בטמפרטורה גבוהה, בעלי מהירות גבוהה, מיוצרים בדרך כלל בתחומי תקשורת אלחוטית, תקשורת סיבים אופטיים, תקשורת ניידת, ניווט GPS גלובלי וכדומה. בנוסף ליישומים מקריים במוצרי IC, חומרים GaAs ניתן גם להוסיף אלמנטים אחרים כדי לשנות את מבנה הלהקה שלהם כדי לייצר אפקט הפוטואלקטרי, כדי להפוך מוליכים למחצה אור פולטות התקנים, וכדי להפוך את התאים הסולריים גליום ארסניד.