1. Ημιαγωγοί τρίτης γενιάς
Η τεχνολογία ημιαγωγών πρώτης γενιάς αναπτύχθηκε με βάση ημιαγωγικά υλικά όπως το Si και το Ge. Αποτελεί την υλική βάση για την ανάπτυξη τρανζίστορ και τεχνολογίας ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Τα υλικά ημιαγωγών πρώτης γενιάς έθεσαν τα θεμέλια για την ηλεκτρονική βιομηχανία τον 20ο αιώνα και αποτελούν τα βασικά υλικά για την τεχνολογία των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Τα υλικά ημιαγωγών δεύτερης γενιάς περιλαμβάνουν κυρίως αρσενίδιο του γαλλίου, φωσφίδιο ινδίου, φωσφίδιο του γαλλίου, αρσενίδιο του ινδίου, αρσενίδιο αργιλίου και τις τριμερείς ενώσεις τους. Τα υλικά ημιαγωγών δεύτερης γενιάς αποτελούν το θεμέλιο της βιομηχανίας οπτοηλεκτρονικών πληροφοριών. Σε αυτή τη βάση, έχουν αναπτυχθεί σχετικές βιομηχανίες όπως ο φωτισμός, η οθόνη, τα λέιζερ και τα φωτοβολταϊκά. Χρησιμοποιούνται ευρέως στις σύγχρονες βιομηχανίες τεχνολογίας πληροφοριών και οπτοηλεκτρονικών οθονών.
Τα αντιπροσωπευτικά υλικά των υλικών ημιαγωγών τρίτης γενιάς περιλαμβάνουν το νιτρίδιο του γαλλίου και το καρβίδιο του πυριτίου. Λόγω του μεγάλου χάσματος ζώνης, της υψηλής ταχύτητας μετατόπισης κορεσμού ηλεκτρονίων, της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και της υψηλής ισχύος πεδίου διάσπασης, είναι ιδανικά υλικά για την προετοιμασία ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής πυκνότητας, υψηλής συχνότητας και χαμηλής απώλειας ισχύος. Μεταξύ αυτών, οι συσκευές ισχύος από καρβίδιο του πυριτίου έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και του μικρού μεγέθους και έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής σε οχήματα νέας ενέργειας, φωτοβολταϊκά, σιδηροδρομικές μεταφορές, μεγάλα δεδομένα και άλλους τομείς. Οι συσκευές RF νιτριδίου του γαλλίου έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής συχνότητας, της υψηλής ισχύος, του ευρέος εύρους ζώνης, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και του μικρού μεγέθους και έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής στις επικοινωνίες 5G, το Διαδίκτυο των πραγμάτων, το στρατιωτικό ραντάρ και άλλους τομείς. Επιπλέον, οι συσκευές ισχύος με βάση το νιτρίδιο του γαλλίου έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στο πεδίο χαμηλής τάσης. Επιπλέον, τα τελευταία χρόνια, τα αναδυόμενα υλικά οξειδίου του γαλλίου αναμένεται να σχηματίσουν τεχνική συμπληρωματικότητα με τις υπάρχουσες τεχνολογίες SiC και GaN και να έχουν πιθανές προοπτικές εφαρμογής στα πεδία χαμηλής συχνότητας και υψηλής τάσης.
Σε σύγκριση με τα υλικά ημιαγωγών δεύτερης γενιάς, τα υλικά ημιαγωγών τρίτης γενιάς έχουν μεγαλύτερο πλάτος διάκενου ζώνης (το πλάτος του διάκενου ζώνης του Si, ένα τυπικό υλικό του υλικού ημιαγωγών πρώτης γενιάς, είναι περίπου 1,1 eV, το πλάτος διάκενου ζώνης των GaAs, ένα τυπικό υλικό του υλικού ημιαγωγών δεύτερης γενιάς, είναι περίπου 1,42 eV και το πλάτος του διακένου ζώνης Το GaN, ένα τυπικό υλικό του υλικού ημιαγωγών τρίτης γενιάς, είναι πάνω από 2,3eV), ισχυρότερη αντίσταση ακτινοβολίας, ισχυρότερη αντίσταση στη διάσπαση ηλεκτρικού πεδίου και αντίσταση υψηλότερης θερμοκρασίας. Τα υλικά ημιαγωγών τρίτης γενιάς με μεγαλύτερο εύρος διάκενου ζώνης είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για την παραγωγή ηλεκτρονικών συσκευών ανθεκτικών στην ακτινοβολία, υψηλής συχνότητας, υψηλής ισχύος και υψηλής πυκνότητας ολοκλήρωσης. Οι εφαρμογές τους σε συσκευές ραδιοσυχνοτήτων μικροκυμάτων, LED, λέιζερ, συσκευές ισχύος και άλλα πεδία έχουν προσελκύσει μεγάλη προσοχή και έχουν δείξει ευρείες προοπτικές ανάπτυξης σε κινητές επικοινωνίες, έξυπνα δίκτυα, σιδηροδρομικές μεταφορές, οχήματα νέας ενέργειας, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και υπεριώδες και μπλε -συσκευές πράσινου φωτός [1].
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-25-2024