۱. نیمههادیهای نسل سوم
فناوری نیمههادی نسل اول بر اساس مواد نیمههادی مانند Si و Ge توسعه یافت. این مواد، اساس مادی توسعه ترانزیستورها و فناوری مدار مجتمع هستند. مواد نیمههادی نسل اول، پایه و اساس صنعت الکترونیک را در قرن بیستم بنا نهادند و مواد اولیه برای فناوری مدار مجتمع هستند.
مواد نیمههادی نسل دوم عمدتاً شامل گالیوم آرسنید، ایندیوم فسفید، گالیوم فسفید، ایندیوم آرسنید، آلومینیوم آرسنید و ترکیبات سهتایی آنها هستند. مواد نیمههادی نسل دوم پایه و اساس صنعت اطلاعات اپتوالکترونیک هستند. بر این اساس، صنایع مرتبط مانند روشنایی، نمایشگر، لیزر و فتوولتائیک توسعه یافتهاند. آنها به طور گسترده در فناوری اطلاعات معاصر و صنایع نمایشگر اپتوالکترونیک استفاده میشوند.
مواد نماینده مواد نیمههادی نسل سوم شامل نیترید گالیم و کاربید سیلیکون هستند. به دلیل شکاف باند پهن، سرعت رانش اشباع الکترونی بالا، رسانایی حرارتی بالا و قدرت میدان شکست بالا، این مواد ایدهآلی برای تهیه دستگاههای الکترونیکی با چگالی توان بالا، فرکانس بالا و تلفات کم هستند. در میان آنها، دستگاههای قدرت کاربید سیلیکون دارای مزایای چگالی انرژی بالا، مصرف انرژی کم و اندازه کوچک هستند و چشمانداز کاربرد گستردهای در وسایل نقلیه با انرژی جدید، فتوولتائیک، حمل و نقل ریلی، کلان داده و سایر زمینهها دارند. دستگاههای فرکانس رادیویی نیترید گالیم دارای مزایای فرکانس بالا، توان بالا، پهنای باند وسیع، مصرف توان کم و اندازه کوچک هستند و چشمانداز کاربرد گستردهای در ارتباطات 5G، اینترنت اشیا، رادار نظامی و سایر زمینهها دارند. علاوه بر این، دستگاههای قدرت مبتنی بر نیترید گالیم به طور گسترده در زمینه ولتاژ پایین مورد استفاده قرار گرفتهاند. علاوه بر این، در سالهای اخیر، انتظار میرود مواد اکسید گالیم نوظهور مکمل فنی با فناوریهای موجود SiC و GaN تشکیل دهند و چشمانداز کاربرد بالقوهای در زمینههای فرکانس پایین و ولتاژ بالا داشته باشند.
در مقایسه با مواد نیمههادی نسل دوم، مواد نیمههادی نسل سوم دارای پهنای باند وسیعتری هستند (پهنای باند Si، یک ماده معمول از مواد نیمههادی نسل اول، حدود 1.1eV، پهنای باند GaAs، یک ماده معمول از مواد نیمههادی نسل دوم، حدود 1.42eV و پهنای باند GaN، یک ماده معمول از مواد نیمههادی نسل سوم، بالای 2.3eV است)، مقاومت در برابر تابش قویتر، مقاومت قویتر در برابر شکست میدان الکتریکی و مقاومت در برابر دمای بالاتر. مواد نیمههادی نسل سوم با پهنای باند وسیعتر به ویژه برای تولید دستگاههای الکترونیکی مقاوم در برابر تابش، فرکانس بالا، توان بالا و چگالی ادغام بالا مناسب هستند. کاربردهای آنها در دستگاههای فرکانس رادیویی مایکروویو، LEDها، لیزرها، دستگاههای قدرت و سایر زمینهها توجه زیادی را به خود جلب کرده است و چشمانداز توسعه گستردهای را در ارتباطات سیار، شبکههای هوشمند، حمل و نقل ریلی، وسایل نقلیه انرژی جدید، لوازم الکترونیکی مصرفی و دستگاههای نور ماوراء بنفش و آبی-سبز نشان دادهاند [1].
زمان ارسال: ۲۵ ژوئن ۲۰۲۴