Aféierung an d'GaN Hallefleeder vun der drëtter Generatioun an déi domat verbonne epitaktesch Technologie

1. Halbleiter vun der drëtter Generatioun

Déi éischt Generatioun vun der Hallefleitertechnologie gouf op Basis vu Hallefleitermaterialien wéi Si a Ge entwéckelt. Si ass d'Materialbasis fir d'Entwécklung vun Transistoren an der integréierter Schaltungstechnologie. Déi éischt Generatioun vun den Hallefleitermaterialien hunn d'Grondlag fir d'Elektronikindustrie am 20. Joerhonnert geluecht a sinn d'Basismaterialien fir d'integréiert Schaltungstechnologie.

Zu den Hallefleedermaterialien vun der zweeter Generatioun gehéieren haaptsächlech Galliumarsenid, Indiumphosphid, Galliumphosphid, Indiumarsenid, Aluminiumarsenid an hir ternär Verbindungen. D'Halleedermaterialien vun der zweeter Generatioun bilden d'Grondlag vun der optoelektronescher Informatiounsindustrie. Op dëser Basis goufen verwandte Industrien wéi Beliichtung, Display, Laser a Photovoltaik entwéckelt. Si gi wäit verbreet an der haiteger Informatiounstechnologie- an optoelektronescher Displayindustrie benotzt.

Representativ Materialien vun den Hallefleedermaterialien vun der drëtter Generatioun sinn Galliumnitrid a Siliziumkarbid. Wéinst hirer breeder Bandlück, héijer Driftgeschwindegkeet vun den Elektronen, héijer Wärmeleitfäegkeet an héijer Duerchbrochfeldstäerkt si si ideal Materialien fir d'Virbereedung vun elektroneschen Apparater mat héijer Leeschtungsdicht, héijer Frequenz a Verloschtarm. Dorënner hunn Siliziumkarbid-Energieapparater d'Virdeeler vun héijer Energiedicht, nidderegem Energieverbrauch a klenger Gréisst, an hunn breet Uwendungsperspektiven an neien Energiefahrzeugen, Photovoltaik, Schinneverkéier, Big Data an aner Beräicher. Galliumnitrid-HF-Apparater hunn d'Virdeeler vun héijer Frequenz, héijer Leeschtung, breeder Bandbreet, nidderegem Energieverbrauch a klenger Gréisst, an hunn breet Uwendungsperspektiven an der 5G-Kommunikatioun, dem Internet vun de Saachen, militäresche Radar an aner Beräicher. Zousätzlech goufen Galliumnitrid-baséiert Energieapparater wäit verbreet am Nidderspannungsberäich benotzt. Zousätzlech gëtt erwaart, datt nei Galliumoxidmaterialien an de leschte Joren eng technesch Komplementaritéit mat existente SiC- an GaN-Technologien bilden, a potenziell Uwendungsperspektiven an de Nidderfrequenz- an Héichspannungsberäicher hunn.

Am Verglach mat den Hallefleedermaterialien vun der zweeter Generatioun hunn d'Halleedermaterialien vun der drëtter Generatioun eng méi breet Bandlückebreet (d'Bandlückebreet vu Si, engem typesche Material vum Hallefleedermaterial vun der éischter Generatioun, ass ongeféier 1,1 eV, d'Bandlückebreet vu GaAs, engem typesche Material vum Hallefleedermaterial vun der zweeter Generatioun, ass ongeféier 1,42 eV, an d'Bandlückebreet vu GaN, engem typesche Material vum Hallefleedermaterial vun der drëtter Generatioun, ass iwwer 2,3 eV), e méi staarke Stralungsbeständegkeet, e méi staarke Widderstand géint Duerchbroch vun elektresche Felder an eng méi héich Temperaturbeständegkeet. D'Halleedermaterialien vun der drëtter Generatioun mat enger méi breeder Bandlückebreet si besonnesch gëeegent fir d'Produktioun vu strahlungsbeständegen, héichfrequenten, héichleeschtungsfäegen an héichintegratiounsdichtegen elektroneschen Apparater. Hir Uwendungen a Mikrowellen-Radiofrequenzapparater, LEDs, Laser, Energieapparater an anere Beräicher hunn vill Opmierksamkeet op sech gezunn, a si hunn breet Entwécklungsperspektiven a Mobilkommunikatioun, Smart Grids, Schinneverkéier, neien Energiefahrzeugen, Konsumentelektronik an ultraviolett a blo-gréng Liichtapparater gewisen [1].