1. Semiconductores de tercera generación
La tecnología de semiconductores de primera generación se desarrolló a partir de materiales semiconductores como el silicio y el geita. Esta tecnología es la base material para el desarrollo de transistores y circuitos integrados. Los materiales semiconductores de primera generación sentaron las bases de la industria electrónica en el siglo XX y son los materiales básicos para la tecnología de circuitos integrados.
Los materiales semiconductores de segunda generación incluyen principalmente arseniuro de galio, fosfuro de indio, arseniuro de indio, arseniuro de aluminio y sus compuestos ternarios. Estos materiales constituyen la base de la industria de la información optoelectrónica. Sobre esta base, se han desarrollado industrias relacionadas como la iluminación, las pantallas, el láser y la energía fotovoltaica. Su uso es amplio en las industrias contemporáneas de las tecnologías de la información y las pantallas optoelectrónicas.
Los materiales representativos de los semiconductores de tercera generación incluyen el nitruro de galio y el carburo de silicio. Gracias a su amplio ancho de banda, alta velocidad de deriva de saturación electrónica, alta conductividad térmica y alta intensidad de campo de ruptura, son materiales ideales para la preparación de dispositivos electrónicos de alta densidad de potencia, alta frecuencia y bajas pérdidas. Entre ellos, los dispositivos de potencia de carburo de silicio presentan las ventajas de alta densidad energética, bajo consumo energético y pequeño tamaño, y tienen amplias perspectivas de aplicación en vehículos de nuevas energías, energía fotovoltaica, transporte ferroviario, big data y otros campos. Los dispositivos de radiofrecuencia de nitruro de galio presentan las ventajas de alta frecuencia, alta potencia, amplio ancho de banda, bajo consumo energético y pequeño tamaño, y tienen amplias perspectivas de aplicación en comunicaciones 5G, Internet de las Cosas, radares militares y otros campos. Además, los dispositivos de potencia basados en nitruro de galio se han utilizado ampliamente en el campo de baja tensión. Además, en los últimos años, se espera que los materiales emergentes de óxido de galio formen una complementariedad técnica con las tecnologías de SiC y GaN existentes y tengan posibles perspectivas de aplicación en los campos de baja frecuencia y alto voltaje.
En comparación con los materiales semiconductores de segunda generación, los de tercera generación presentan un ancho de banda más amplio (el ancho de banda del Si, un material típico de los semiconductores de primera generación, es de aproximadamente 1,1 eV; el de GaAs, un material típico de los semiconductores de segunda generación, es de aproximadamente 1,42 eV; y el de GaN, un material típico de los semiconductores de tercera generación, es superior a 2,3 eV), mayor resistencia a la radiación, mayor resistencia a la ruptura del campo eléctrico y mayor resistencia a la temperatura. Los materiales semiconductores de tercera generación con un ancho de banda más amplio son particularmente adecuados para la producción de dispositivos electrónicos resistentes a la radiación, de alta frecuencia, alta potencia y alta densidad de integración. Sus aplicaciones en dispositivos de radiofrecuencia de microondas, LED, láseres, dispositivos de potencia y otros campos han atraído mucha atención y han mostrado amplias perspectivas de desarrollo en comunicaciones móviles, redes inteligentes, transporte ferroviario, vehículos de nueva energía, electrónica de consumo y dispositivos de luz ultravioleta y azul-verde [1].
Hora de publicación: 25 de junio de 2024