วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ประเภทใดคืออะไร?

เซมิคอนดักเตอร์เป็นองค์ประกอบสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยและเป็นหนึ่งในหน่วยการสร้างพื้นฐานของเทคโนโลยีที่ทันสมัยเพื่อให้เหมาะกับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์สารต้องมีการนำไฟฟ้าที่อยู่ระหว่างฉนวนซึ่งมีกระแสไฟฟ้าน้อยมากและตัวนำซึ่งช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ง่ายมากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่เป็นของแข็งอนินทรีย์ผลึกแม้ว่าเซมิคอนดักเตอร์ที่ทำจากของแข็งอสัณฐานและของเหลวก็มีอยู่เช่นกันวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป ได้แก่ ซิลิกอน, แกลเลียมอาร์เซไนด์และแกลเลียมไนไตรด์แม้ว่าจะมีคนอื่น ๆ ก็มีอยู่นอกเหนือจากวัสดุหลักเหล่านี้เซมิคอนดักเตอร์มักจะมีสารอื่น ๆ จำนวนเล็กน้อยที่รู้จักกันในชื่อสารเจือปนวัสดุอิเล็กตรอนทำให้บางส่วนของพวกเขาย้ายจากแถบวาเลนซ์พลังงานต่ำไปสู่วงดนตรีนำไฟฟ้าที่มีพลังงานสูงกว่าสิ่งนี้ช่วยให้อิเล็กตรอนที่มีพลังงานเคลื่อนที่ผ่านวัสดุได้อย่างอิสระมากขึ้นในขณะที่สร้างช่องว่างที่มีประจุบวกในแถบวาเลนซ์ที่เรียกว่าหลุมอิเล็กตรอนสิ่งนี้ช่วยให้ไฟฟ้าไหลผ่านเซมิคอนดักเตอร์โดยการจัดการค่าการนำไฟฟ้าเซมิคอนดักเตอร์สามารถใช้เป็นสวิตช์ได้เซมิคอนดักเตอร์ยังใช้สำหรับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และเซ็นเซอร์ตรวจจับแสงเนื่องจากพวกเขาสามารถผลิตกระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าเมื่อมีพลังงานอย่างเหมาะสมโดยโฟตอนที่เข้ามาของแสง

วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้กันมากที่สุดคือซิลิกอนและหนึ่งในองค์ประกอบที่พบบ่อยที่สุดในเปลือกโลกเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนส่วนใหญ่มีโครงสร้างผลึกปกติที่มีการจัดเรียงอะตอมของพวกเขา แต่ยังสามารถใช้อะตอมของพวกเขาได้ แต่ก็สามารถใช้ซิลิกอนได้อสัณฐานซิลิคอนเซมิคอนดักเตอร์มีประสิทธิภาพต่ำกว่าเมื่อเทียบกับซิลิคอนผลึก แต่ซิลิกอนอสัณฐานสามารถสะสมในชั้นที่บางกว่าซึ่งสามารถลดต้นทุนวัสดุ

วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่พบบ่อยที่สุดต่อไปGallium Arsenide เหนือกว่าซิลิกอนในหลาย ๆ ด้านเช่นการสลับเร็วขึ้นและความต้านทานต่อความร้อนมากขึ้นนอกจากนี้ยังมีค่าใช้จ่ายและยากต่อการประมวลผลอย่างไรก็ตามและมักจะใช้สำหรับแอปพลิเคชันที่ซิลิคอนไม่เพียงพอนอกจากนี้ยังทนทุกข์ทรมานจากการใช้พลังงานที่สูงขึ้นGallium arsenide มักใช้เพื่อวัตถุประสงค์เช่นอิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูงและเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูง

สารประกอบแกลเลียมอื่นที่ใช้สำหรับเซมิคอนดักเตอร์คือแกลเลียมไนไตรด์ (GAN) ซึ่งสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าสูงมากแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับไมโครเวฟGallium Nitride ยังใช้ในไดโอดเปล่งแสง (LED) และไดโอดเลเซอร์ความถี่สูงเช่นเดียวกับเรดาร์ทางทหารบางตัวนอกจากนี้ยังสามารถรวมเข้ากับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อื่นอินเดียนalไนไตรด์ (อินน์) เพื่อผลิตส่วนผสมที่เรียกว่าอินเดียมแกลเลียมไนไตรด์INDIUM GALLIUM NITRIDE มักใช้ใน LED และยังสามารถเป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพอย่างมากสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์

เซมิคอนดักเตอร์มักมีสารเจือปนจำนวนเล็กน้อยเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติการนำไฟฟ้าตามหน้าที่ของพวกเขาสารเจือปนทั่วไปในซิลิกอนรวมถึงองค์ประกอบโบรอนฟอสฟอรัสและสารหนูGallium Arsenide และ Gallium Nitride เจือด้วยโลหะเช่นแมงกานีสมีทั้งสารกึ่งตัวนำและคุณสมบัติ ferromagnetic