Jaké jsou různé typy polovodičového materiálu?
polovodiče jsou nezbytnými součástmi moderních elektronických zařízení, a proto jsou jedním ze základních stavebních bloků moderních technologií. Aby byla látka vhodná jako polovodičový materiál, musí mít elektrickou vodivost, která leží mezi izolátory, které vedou velmi málo elektřiny, a vodiči, které umožňují elektřině velmi snadno proudit. Většina polovodičových materiálů jsou krystalické anorganické pevné látky, ačkoli existují také polovodiče vyrobené z amorfních pevných látek a kapalin. Mezi běžné polovodičové materiály patří křemík, arzenid gallium a nitrid gallia, i když jiné také existují. Kromě těchto primárních materiálů, polovodiče často také obsahují také malá množství jiných látek, známá jako dopanty.ALENCE BAND k vyšší energii, méně přeplněné vodivé kapely. To umožňuje, aby se napájené elektrony volně pohybovaly materiálem a přitom vytvářely pozitivně nabité mezery ve valenčním pásmu zvaném Electron Holes. To umožňuje protékat elektřinou polovodičem. Manipulací s vodivostí polovodiče lze ji použít jako spínač. Polovodiče se také používají pro tvorbu sluneční energie a senzory detekující světla, protože mohou produkovat tok elektrického proudu, když jsou vhodně pod napětím příchozími fotony světla.
Nejčastěji používaným polovodičovým materiálem je křemík, 14. prvek na periodické tabulce a jeden z nejběžnějších prvků v zemské kůře. Většina polovodičů křemíku má pravidelnou krystalickou strukturu, ve které jsou uspořádány jejich atomy, ale lze také použít nekrystalický nebo amorfní křemík. Amorfní křemíkové polovodičeVýkon nferior ve srovnání s krystalickým křemíkem, ale amorfní křemík lze uložit do mnohem tenčích vrstev, což může snížit náklady na materiál.
Dalším nejběžnějším polovodičovým materiálem je složený arzenid gallium (GaAs). Arsenid Gallium je lepší než křemík v řadě ohledů, jako je rychlejší přepínání a větší odolnost vůči teplu. Je však také nákladnější a obtížnější je však zpracovat, a tak se obvykle používá pouze pro aplikace, ve kterých je křemík nedostatečný. Trpí také vyšší spotřebou energie. Arsenid Gallium se běžně používá pro účely, jako je vysokorychlostní elektronika a vysoce účinné fotovoltaické buňky.
Další sloučeninou gallia používané pro polovodiče je nitrid gallia (GAN), který může fungovat při velmi vysokých teplotách a napětí, a proto se často používá pro aplikace zahrnující mikrovlnné trouby. Nitrid gallia se také používá v diodách emitujících světle (LED) a vysokofrekvenční laserové diody, jakož i v některých vojenských radarech. To cTaké lze kombinovat s jiným polovodičovým materiálem, nitridem india (Inn), za vzniku směsi zvané nitrid india gallia. Nitrid india gallia se běžně používá v LED diodach a může být také extrémně účinným materiálem pro solární články.
Polovodiče často obsahují malá množství dopantů, aby změnily jejich vodivé vlastnosti podle jejich funkce. Mezi běžné dopanty v křemíku patří prvky borony, fosfor a arsen. Gallium arsenid a gallium nitrid dopovaný s kovy, jako je mangan, mají polovodičové i feromagnetické vlastnosti.