1. Semiconductors de tercera generació
La tecnologia de semiconductors de primera generació es va desenvolupar a partir de materials semiconductors com el Si i el Ge. És la base material per al desenvolupament de transistors i tecnologia de circuits integrats. Els materials semiconductors de primera generació van establir les bases de la indústria electrònica al segle XX i són els materials bàsics per a la tecnologia de circuits integrats.
Els materials semiconductors de segona generació inclouen principalment arsenur de gal·li, fosfur d'indi, fosfur de gal·li, arsenur d'indi, arsenur d'alumini i els seus compostos ternaris. Els materials semiconductors de segona generació són la base de la indústria de la informació optoelectrònica. Sobre aquesta base, s'han desenvolupat indústries relacionades com la il·luminació, les pantalles, el làser i la fotovoltaica. S'utilitzen àmpliament en les indústries contemporànies de la tecnologia de la informació i les pantalles optoelectròniques.
Els materials representatius dels materials semiconductors de tercera generació inclouen el nitrur de gal·li i el carbur de silici. A causa de la seva àmplia banda prohibida, l'alta velocitat de deriva de saturació d'electrons, l'alta conductivitat tèrmica i l'alta intensitat de camp de ruptura, són materials ideals per preparar dispositius electrònics d'alta densitat de potència, alta freqüència i baixa pèrdua. Entre ells, els dispositius de potència de carbur de silici tenen els avantatges d'una alta densitat d'energia, baix consum d'energia i mida petita, i tenen àmplies perspectives d'aplicació en vehicles de nova energia, fotovoltaica, transport ferroviari, big data i altres camps. Els dispositius de radiofreqüència de nitrur de gal·li tenen els avantatges d'alta freqüència, alta potència, amplada de banda àmplia, baix consum d'energia i mida petita, i tenen àmplies perspectives d'aplicació en comunicacions 5G, Internet de les coses, radar militar i altres camps. A més, els dispositius de potència basats en nitrur de gal·li s'han utilitzat àmpliament en el camp de baixa tensió. A més, en els darrers anys, s'espera que els materials d'òxid de gal·li emergents formin complementarietat tècnica amb les tecnologies existents de SiC i GaN, i tinguin possibles perspectives d'aplicació en els camps de baixa freqüència i alta tensió.
En comparació amb els materials semiconductors de segona generació, els materials semiconductors de tercera generació tenen una amplada de banda prohibida més àmplia (l'amplada de banda prohibida del Si, un material típic del material semiconductor de primera generació, és d'aproximadament 1,1 eV, l'amplada de banda prohibida del GaAs, un material típic del material semiconductor de segona generació, és d'aproximadament 1,42 eV, i l'amplada de banda prohibida del GaN, un material típic del material semiconductor de tercera generació, és superior a 2,3 eV), una resistència a la radiació més forta, una resistència més forta a la ruptura del camp elèctric i una resistència a la temperatura més alta. Els materials semiconductors de tercera generació amb una amplada de banda prohibida més àmplia són particularment adequats per a la producció de dispositius electrònics resistents a la radiació, d'alta freqüència, alta potència i alta densitat d'integració. Les seves aplicacions en dispositius de radiofreqüència de microones, LED, làsers, dispositius d'alimentació i altres camps han atret molta atenció i han mostrat àmplies perspectives de desenvolupament en comunicacions mòbils, xarxes intel·ligents, trànsit ferroviari, vehicles de nova energia, electrònica de consum i dispositius de llum ultraviolada i blau-verda [1].
Data de publicació: 25 de juny de 2024