Analiza GaAs materijala
1. Proučavanje složenih poluprovodničkih materijala može se pratiti od početka prošlog stoljeća. Najraniji prijavljeni materijali koje su proučavali Thiel et al. 1910. godine. Njemački naučnik Welker je 1952. prvi put proučavao III-V spojeve kao novu porodicu poluvodiča i istaknuo da imaju superiorna svojstva koja nemaju elementarni poluvodički materijali kao što su Ge i Si. U proteklih pedeset godina, istraživanje složenih poluprovodničkih materijala postiglo je veliki napredak, a široko se koristi i na polju mikroelektronike i optoelektronike.
Materijali galijum arsenida (GaAs) su trenutno najzastupljeniji, najčešće korišteni i stoga najvažniji sastavni poluvodički materijali i najvažniji poluvodički materijali nakon silicija. Zbog svojih superiornih performansi i strukture trake, GaAs materijali imaju veliki potencijal u mikrotalasnim uređajima i uređajima za emitovanje svjetlosti. Trenutno, napredna tehnologija proizvodnje gallium arsenide materijala je još uvijek u rukama velikih međunarodnih kompanija kao što su Japan, Njemačka i Sjedinjene Države. U poređenju sa stranim kompanijama, domaća preduzeća i dalje imaju veliki jaz u tehnologiji proizvodnje materijala galijum arsenida.
2. Svojstva i upotreba materijala galijum arsenida
Galijum arsenid je tipična struktura energetskog pojasa direktnog prelaznog tipa. Minimalna vrijednost provodnog pojasa i maksimalna vrijednost valentnog pojasa nalaze se u središtu Brillouinove zone, to jest, k = 0, što znači da ima visoku elektrooptičku efikasnost konverzije. Odličan materijal za pripremu fotonaponskih uređaja.
Na 300K, zabranjena širina GaAs materijala je 1.42V, što je mnogo veće od 0.67V germanijuma i 1.12V silikona. Zbog toga, uređaji galijum arsenida mogu raditi na višim temperaturama i izdržati veliku snagu.
U poređenju sa tradicionalnim silicijumskim poluvodičkim materijalima, materijali galijum arsenida (GaAs) imaju veliku mobilnost elektrona, veliku širinu zabranjene trake, direktnu pojasnu propusnost, malu potrošnju energije, a mobilnost elektrona je oko 5,7 puta veća od silikonskih materijala. Zbog toga se široko koristi u proizvodnji IC uređaja u visokofrekventnoj i bežičnoj komunikaciji. Visokofrekventni visokotemperaturni visokotemperaturni uređaji visoke brzine koji se proizvode u velikoj mjeri koriste se u području bežične komunikacije, optičke komunikacije, mobilne komunikacije, globalne GPS navigacije i slično. Osim slučajne primjene u IC proizvodima, GaAs materijali se mogu dodati i drugim elementima kako bi promijenili strukturu trake kako bi proizveli fotoelektrični efekt, napravili poluvodičke uređaje za emitiranje svjetlosti i napravili solarne ćelije galijevog arsenida.