1. Semicondutores de terceira geração
A tecnologia de semicondutores de primeira geração foi desenvolvida com base em materiais semicondutores como Si e Ge. É a base material para o desenvolvimento de transistores e da tecnologia de circuitos integrados. Os materiais semicondutores de primeira geração lançaram as bases para a indústria eletrônica no século XX e são os materiais básicos para a tecnologia de circuitos integrados.
Os materiais semicondutores de segunda geração incluem principalmente arsenieto de gálio, fosfeto de índio, fosfeto de gálio, arsenieto de índio, arsenieto de alumínio e seus compostos ternários. Os materiais semicondutores de segunda geração constituem a base da indústria da informação optoeletrônica. Com base nisso, indústrias relacionadas, como iluminação, displays, laser e energia fotovoltaica, foram desenvolvidas. São amplamente utilizados nas indústrias contemporâneas de tecnologia da informação e displays optoeletrônicos.
Materiais representativos dos materiais semicondutores de terceira geração incluem nitreto de gálio e carboneto de silício. Devido à sua ampla lacuna de banda, alta velocidade de deriva de saturação de elétrons, alta condutividade térmica e alta intensidade de campo de ruptura, eles são materiais ideais para a preparação de dispositivos eletrônicos de alta densidade de potência, alta frequência e baixas perdas. Entre eles, os dispositivos de energia de carboneto de silício têm as vantagens de alta densidade de energia, baixo consumo de energia e tamanho pequeno, e têm amplas perspectivas de aplicação em veículos de nova energia, energia fotovoltaica, transporte ferroviário, big data e outros campos. Dispositivos de RF de nitreto de gálio têm as vantagens de alta frequência, alta potência, ampla largura de banda, baixo consumo de energia e tamanho pequeno, e têm amplas perspectivas de aplicação em comunicações 5G, Internet das Coisas, radar militar e outros campos. Além disso, dispositivos de energia à base de nitreto de gálio têm sido amplamente utilizados no campo de baixa tensão. Além disso, nos últimos anos, espera-se que os materiais emergentes de óxido de gálio formem complementaridade técnica com as tecnologias existentes de SiC e GaN e tenham potenciais perspectivas de aplicação nos campos de baixa frequência e alta tensão.
Em comparação com os materiais semicondutores de segunda geração, os materiais semicondutores de terceira geração apresentam maior largura de banda (a largura de banda do Si, um material típico dos materiais semicondutores de primeira geração, é de cerca de 1,1 eV, a largura de banda do GaAs, um material típico dos materiais semicondutores de segunda geração, é de cerca de 1,42 eV, e a largura de banda do GaN, um material típico dos materiais semicondutores de terceira geração, é superior a 2,3 eV), maior resistência à radiação, maior resistência à ruptura do campo elétrico e maior resistência à temperatura. Os materiais semicondutores de terceira geração com maior largura de banda são particularmente adequados para a produção de dispositivos eletrônicos resistentes à radiação, de alta frequência, alta potência e alta densidade de integração. Suas aplicações em dispositivos de radiofrequência de micro-ondas, LEDs, lasers, dispositivos de energia e outros campos atraíram muita atenção e mostraram amplas perspectivas de desenvolvimento em comunicações móveis, redes inteligentes, trânsito ferroviário, veículos de nova energia, eletrônicos de consumo e dispositivos de luz ultravioleta e azul-esverdeada [1].
Horário da publicação: 25/06/2024