Quais são os diferentes tipos de material semicondutor?
Semicondutores são componentes essenciais dos dispositivos eletrônicos modernos e, portanto, um dos blocos fundamentais de construção da tecnologia moderna. Para ser adequado como material semicondutor, uma substância precisa ter condutividade elétrica que esteja entre a dos isoladores, que conduzem muito pouca eletricidade e condutores, que permitem que a eletricidade flua com muita facilidade. A maioria dos materiais semicondutores são sólidos inorgânicos cristalinos, embora também existam semicondutores feitos de sólidos e líquidos amorfos. Os materiais semicondutores comuns incluem silício, arseneto de gálio e nitreto de gálio, embora outros também existam. Além desses materiais primários, os semicondutores geralmente também contêm pequenas quantidades de outras substâncias, conhecidas como dopantes.Banda de alência para a banda de condução de alta energia e menos movimentada. Isso permite que os elétrons energizados se movam através do material mais livremente, criando lacunas carregadas positivamente na banda de valência chamada orifícios de elétrons. Isso permite que a eletricidade flua através do semicondutor. Ao manipular a condutividade de um semicondutor, ela pode ser usada como interruptor. Os semicondutores também são usados para geração de energia solar e sensores de detecção de luz, porque podem produzir um fluxo de corrente elétrica quando energizados adequadamente por fótons de luz recebidos.
O material semicondutor mais usado é o silício, o 14º elemento na tabela periódica e um dos elementos mais comuns na crosta terrestre. A maioria dos semicondutores de silício possui uma estrutura cristalina regular na qual seus átomos estão dispostos, mas também não -cristicinos ou amorfos, o silício pode ser usado. Semicondutores de silício amorfos eu tenhoDesempenho nferior em comparação com o silício cristalino, mas o silício amorfo pode ser depositado em camadas muito mais finas, o que pode diminuir o custo do material.
O próximo material semicondutor mais comum é o arseneto de gálio composto (GAAs). O arseneto de gálio é superior ao silício em vários aspectos, como comutação mais rápida e maior resistência ao calor. Também é mais caro e mais difícil de processar, no entanto, e geralmente é usado apenas para aplicações nas quais o silício é inadequado. Também sofre de maior consumo de energia. O arseneto de gálio é comumente usado para fins, como eletrônicos de alta velocidade e células fotovoltaicas de alta eficiência.
Outro composto de gálio usado para semicondutores é o nitreto de gálio (GaN), que pode funcionar em temperaturas e tensões muito altas e, portanto, é frequentemente usado para aplicações envolvendo microondas. O nitreto de gálio também é usado em diodos emissores de luz (LEDs) e diodos a laser de alta frequência, além de alguns radares militares. É cUm também pode ser combinado com outro material semicondutor, nitreto de índio (INN), para produzir uma mistura chamada nitreto de gálio de índio. O nitreto de gálio do índio é comumente usado em LEDs e também pode ser um material extremamente eficiente para células solares.
Os semicondutores freqüentemente contêm pequenas quantidades de dopantes para alterar suas propriedades condutivas de acordo com sua função. Dopantes comuns em silício incluem os elementos boro, fósforo e arsênico. Arseneto de gálio e nitreto de gálio dopados com metais como manganês têm propriedades semicondutores e ferromagnéticas.