Jako wiodący dostawca 8-calowych substratów GE często pytam o bandgap tych niezwykłych materiałów. Bandgap jest podstawową właściwością półprzewodników, która odgrywa kluczową rolę w określaniu ich właściwości elektrycznych i optycznych. W tym poście na blogu zagłębię się w koncepcję Bandgap, szczególnie koncentrując się na bandgap 8-calowego podłoża GE i badam jego znaczenie w różnych aplikacjach.
Zrozumienie bandgap
Zanim zanurzymy się w szczegółach bandgap 8-calowego podłoża GE, najpierw zrozummy, czym jest Bandgap. W materiale półprzewodnikowym elektrony zajmują poziomy energii w określonych pasmach. Pasmo walencyjne jest najwyższym pasmem energii, który jest w pełni zajęty przez elektrony w absolutnej temperaturze zerowej. Z drugiej strony pasmo przewodzenia jest najniższym pasmem energii, który jest pusty lub częściowo wypełniony elektronami. Bandgap to różnica energii między pasmą walencyjną a pasmem przewodnictwa.
Bandgap półprzewodnika określa jego przewodność elektryczną. W materiale z dużą pasmą, taką jak izolator, elektrony wymagają znacznej ilości energii, aby przeskakiwać z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. W rezultacie izolatory mają bardzo niską przewodność elektryczną. W przeciwieństwie do tego, materiały z małą bandgapą, takimi jak półprzewodniki, wymagają mniej energii, aby elektrony mogą przenieść się do pasma przewodnictwa, umożliwiając im prowadzenie energii elektrycznej w określonych warunkach.
Bandgap germanu
German (GE) to dobrze znany materiał półprzewodnikowy o unikalnych właściwościach, które sprawiają, że jest odpowiedni do szerokiej gamy zastosowań. Bandgap germanu w temperaturze pokojowej wynosi około 0,66 woltów elektronowych (EV). Ta stosunkowo niewielka bandgap w porównaniu z innymi półprzewodnikami, takimi jak krzem (SI), który ma bandgap około 1,12 eV, daje germanowi kilka zalet w niektórych zastosowaniach.
Mniejsza bandgap germanu pozwala mu pochłaniać i emitować światło przy dłuższych długościach fal w porównaniu z krzemionem. To sprawia, że german jest szczególnie przydatny w aplikacjach podczerwieni (IR), takich jak fotodetektory, systemy komunikacji optycznej i urządzenia noktowizyjne. Ponadto dolna grupa pasma germanu powoduje wyższą mobilność nośnika, co oznacza, że elektrony mogą swobodniej poruszać się przez materiał. Ta właściwość jest korzystna dla szybkich urządzeń elektronicznych, takich jak tranzystory i obwody zintegrowane.
Bandgap 8-calowego substratu GE
8-calowy podłoże GE odnosi się do wafla germanu o średnicy 8 cali. Bandgap 8-calowego podłoża GE jest zasadniczo taki sam jak germanu, ogólnie około 0,66 eV w temperaturze pokojowej. Należy jednak zauważyć, że na gapę mogą mieć wpływ takie czynniki, jak temperatura, domieszkowanie i odkształcenie.
- Temperatura: Bandgap germanu maleje wraz ze wzrostem temperatury. Wynika to z faktu, że wraz ze wzrostem temperatury atomy materiału wibrują bardziej energicznie, co może powodować przesunięcie poziomów energii. W rezultacie zmniejsza się różnica energii między pasmem walencyjnym a pasmem przewodnictwa. Ta zależność od temperatury Bandgap jest ważnym czynnikiem w zastosowaniach, w których temperatura robocza może się znacznie różnić.
- Doping: Doping to proces celowego dodawania zanieczyszczeń do materiału półprzewodnikowego w celu modyfikacji jego właściwości elektrycznych. Wprowadzając domieszki, takie jak fosfor lub bor, do podłoża germanu, pasma pasma można zmienić. Na przykład domieszkowanie typu N (przy użyciu fosforu) dodaje dodatkowe elektronę do pasma przewodzenia, a domieszkowanie typu p (przy użyciu boru) tworzy otwory w paśmie walencyjnym. Te zmiany w stężeniu nośnika mogą wpływać na pasmowe i ogólne zachowanie elektryczne materiału.
- Napięcie: Zastosowanie odkształcenia do podłoża germanu może również zmienić jego bandgap. Szczep można wprowadzić za pomocą różnych technik, takich jak wzrost epitaksjalny na podłożu mistrowanym w sieci lub zastosowanie zewnętrznych sił mechanicznych. Stosując odkształcenie, poziomy energii w materiale można zmodyfikować, co prowadzi do zmiany Bandgap. Ta nieruchomość jest badana dla aplikacji w zaawansowanych urządzeniach półprzewodników, takich jak napięte tranzystory germanu, które mogą oferować lepszą wydajność w porównaniu z tradycyjnymi urządzeniami.
Znaczenie bandgap w aplikacjach
Bandgap 8-calowego substratu GE jest kluczowym czynnikiem w określaniu jego przydatności do różnych zastosowań. Oto kilka przykładów tego, w jaki sposób bandgap germanu wpływa na jego zastosowanie w różnych dziedzinach:
- Optoelektronika: Stosunkowo niewielka grupa germanu sprawia, że jest to doskonały materiał do urządzeń optoelektronicznych działających w regionie podczerwieni. Germańskie fotodetektory mogą skutecznie wykrywać światło w podczerwieni, dzięki czemu są idealne do zastosowań takich jak systemy komunikacji światłowodowej, teledetekcja i obrazowanie w podczerwieni. Zdolność do wchłaniania i emitowania światła przy dłuższych długościach fal sprawia, że german jest przydatny w diodach emitujących światło (diody LED) i diod laserowych do zastosowań w podczerwieni.
- Szybka elektronika: Wysoka mobilność nośnika i mała grupa germanu sprawiają, że jest to obiecujący materiał na szybkie urządzenia elektroniczne. Tranzystory germanów mogą działać na wyższych częstotliwościach w porównaniu z tranzystorami krzemu, co jest niezbędne dla zastosowań takich jak komunikacja 5G, obliczenia o wysokiej wydajności i centra danych. Ponadto niższe zużycie energii urządzeń germanowych ze względu na ich mniejszą bandgap może prowadzić do oszczędności energii w systemach elektronicznych.
- Komórki fotowoltaiczne: German ma potencjał stosowania w komórkach fotowoltaicznych, szczególnie w wielopoziomowych ogniwach słonecznych. Łącząc german z innymi półprzewodnikami z różnymi pasmami, takimi jak arsenid galu (GAAS), możliwe jest tworzenie ogniw słonecznych, które mogą pochłaniać szersze spektrum światła słonecznego i osiągnąć wyższą wydajność konwersji. To sprawia, że german jest atrakcyjnym materiałem do technologii energii słonecznej nowej generacji.
Nasze 8-calowe podłoża GE
Jako dostawca 8-calowych substratów GE oferujemy wysokiej jakości płytki germanu o doskonałej jakości krystalicznej jakości i jednolitych charakterystykach pasma. Nasze podłoża są starannie wytwarzane przy użyciu zaawansowanych technik w celu zapewnienia spójnej wydajności i niezawodności. Niezależnie od tego, czy pracujesz nad urządzeniami optoelektronicznymi, szybką elektroniką lub aplikacjami fotowoltaicznymi, nasze 8-calowe podłoża GE mogą stanowić podstawę twoich innowacyjnych projektów.
Oferujemy również szereg opcji na podłoża 2-calowe, 4-calowe i 6-calowe GE. Aby uzyskać więcej informacji o naszych różnych rozmiarach podłożów GE, odwiedź2 -calowy, 4 -calowy, 6 cali i 8 cali podłoży GE.
Skontaktuj się z nami w celu zamówienia
Jeśli chcesz kupić nasze 8-calowe podłoża GE lub masz pytania dotyczące ich bandgap lub innych nieruchomości, zachęcamy do skontaktowania się z nami w celu omówienia zamówień. Nasz zespół ekspertów jest gotowy pomóc w znalezieniu odpowiedniego rozwiązania dla twoich konkretnych potrzeb. Niezależnie od tego, czy jesteś badaczem, producentem, czy inżynierem, jesteśmy zaangażowani w zapewnianie produktów najwyższej jakości i wyjątkowej obsługi klienta.
Odniesienia
- Sze, SM i NG, KK (2007). Fizyka urządzeń półprzewodnikowych (wydanie trzecie). Wiley-Interterscience.
- Streetman, BG i Banerjee, SK (2006). Solid State Electronic Urządzenia (wydanie 6). Prentice Hall.
- Liu, W. i Shen, J. (2018). Fotodetektory oparte na germieniach do komunikacji optycznej. IEEE Journal of wybrane tematy w Electronics Quantum, 24 (3), 1-16.