半導体材料のさまざまな種類は何ですか？

半導体は、最新の電子機器の重要なコンポーネントであり、現代のテクノロジーの基本的な構成要素の1つです。半導体材料として適しているため、物質は、電気をほとんど導入しない絶縁体の間にある電気伝導率と、電気を非常に簡単に流れる導体を持つ必要があります。ほとんどの半導体材料は結晶性無機固体ですが、アモルファス固体と液体から作られた半導体も存在します。一般的な半導体材料には、シリコン、ガリウムアルセニド、窒化ガリウムが含まれますが、他にも存在します。これらの一次材料に加えて、半導体には、ドーパントとして知られる少量の他の物質も含まれています。高エネルギー、混雑の少ない伝導バンドへのアレンスバンド。これにより、エネルギー化された電子が材料をより自由に移動できるようになり、電子ホールと呼ばれる原子価帯域に積極的に帯電したギャップが作成されます。これにより、電気が半導体を流れることができます。半導体の導電率を操作することにより、スイッチとして使用できます。半導体は、太陽光発電および光検出センサーにも使用されます。これは、光の光子によって適切にエネルギーを与えると電流の流れを生成できるためです。

最も一般的に使用される半導体材料は、周期表の14番目の要素であり、地球の地殻の最も一般的な要素の1つであるシリコンです。ほとんどのシリコン半導体には、原子が配置される通常の結晶構造がありますが、非結晶、またはアモルファス、シリコンも使用できます。アモルファスシリコン半導体にはiがあります結晶性シリコンと比較してn骨の性能ですが、アモルファスシリコンははるかに薄い層に堆積する可能性があり、材料コストを削減できます。

次に最も一般的な半導体材料は、化合物ガリウムアルセニド（GAAS）です。ガリウムアルセニドは、より速いスイッチングや熱に対する耐性の大きさなど、多くの点でシリコンよりも優れています。ただし、コストがかかり、処理がより困難であるため、通常、シリコンが不十分なアプリケーションにのみ使用されます。また、消費電力が高くなります。ガリウムアルセニドは、高速エレクトロニクスや高効率太陽電池などの目的に一般的に使用されています。

半導体に使用されるもう1つのガリウム化合物は、窒化ガリウム（GAN）です。これは、非常に高温や電圧で機能する可能性があるため、マイクロ波を含むアプリケーションによく使用されます。窒化ガリウムは、光発光ダイオード（LED）および高周波レーザーダイオード、および一部の軍用レーダーにも使用されます。それcまた、別の半導体材料である窒化インジウム（INN）と組み合わせて、窒化インジウムガリウムと呼ばれる混合物を生成します。インジウムガリウム窒化物は一般にLEDで使用されており、太陽電池の非常に効率的な材料でもあります。

半導体には、頻繁に少量のドーパントが含まれており、その機能に応じて導電性特性を変更します。シリコンの一般的なドーパントには、ホウ素、リン、ヒ素の元素が含まれます。マンガンなどの金属をドープしたヒニドガリウムと窒化ガリウムには、半導体特性と強磁性特性の両方があります。