W tym artykule opisano materiały półprzewodnikowe .
Materiały półprzewodnikowe są izolatorami w stanie zera absolutnego, które przewodzą prąd elektryczny w ograniczonym zakresie w temperaturze pokojowej. Wśród ich głównych cech można je domieszkować zanieczyszczeniami zmieniającymi ich właściwości elektryczne.
Półprzewodniki są klasyfikowane zgodnie z ich składem chemicznym. Istnieją pierwiastkowe półprzewodniki, takie jak krzem (Si), german (Ge) i szara cyna (α-Sn), z których wszystkie należą do grupy 14 układu okresowego (dawniej nazywanej grupą IVB, a tutaj nazywanej grupą IV). Istnieją również półprzewodniki złożone, binarne, trójskładnikowe, czwartorzędowe, a nawet quinarne, złożone odpowiednio z dwóch, trzech, czterech lub pięciu różnych związków chemicznych. Elementy te mogą należeć do grupy IV, tak jak w przypadku węglika krzemu , ale częściej są to elementy z innych grup, najczęściej są to półprzewodniki III-V , składające się z elementów z grupy III (grupa 13) ( glinu , galu , indu , itd. ) oraz elementy z grupy V (grupa 15) ( azot , fosfor , arsen , antymon , itd ).
Elementy z grupy IV są wyjątkowe w układzie okresowym, ponieważ zewnętrzna powłoka poszczególnych atomów jest wypełniona dokładnie w połowie. Wymieniając cztery elektrony z zewnętrznej powłoki na inny atom Si, można uzyskać trójwymiarową strukturę krystaliczną bez preferowanego kierunku. Możliwe jest również połączenie dwóch różnych grup półprzewodników IV w celu uzyskania materiału złożonego, takiego jak SiC (węglik krzemu). SiC to materiał zbliżony do granicy między półprzewodnikami a izolatorami o stałej sieci 0,436 nm i odchyleniu energii 3,0 eV ( 413 nm ).
Następujące półprzewodniki znajdują się w grupie 14 układu okresowego :
A III-V półprzewodnikowy jest kompozyt półprzewodnikowe wykonane z jednego lub większej liczby pierwiastków z kolumny III Układu Okresowego Pierwiastków ( boru , glinu , galu , indu , etc. ) oraz z jednego lub większej liczby elementów kolumny V lub azotowce ( azotu , fosfor , arsen , antymon , itd. ). Półprzewodnikowych III-V są bardzo interesujące ze względu na ich właściwości:
Materiały te są głównie wykorzystywane w mikroelektronice do układów scalonych, w ogniwach fotowoltaicznych oraz w urządzeniach optoelektronicznych , takich jak diody elektroluminescencyjne (LED lub LED).
Następujące półprzewodniki to stopy pierwiastków należących do grupy 12 i grupy chalkogenów :
Następujące półprzewodniki to stopy pierwiastków należących do grupy 11 i grupy halogenów :
Następujące półprzewodniki to stopy pierwiastków należących do grupy 14 i grupy chalkogenów :
Następujące półprzewodniki to stopy pierwiastków należących do pniktogenów i chalkogenów :
Następujące półprzewodniki to stopy pierwiastków należących do grupy 12 i piktogenów :