अर्धचालक सामग्रियों की सूची: Difference between revisions

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सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्री [[क्रिस्टलीय]] अकार्बनिक ठोस हैं। इन सामग्रियों को उनके घटक [[परमाणुओं]] के [[समूह (आवर्त सारणी)]] के अनुसार वर्गीकृत किया गया है।
सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्री [[क्रिस्टलीय]] अकार्बनिक ठोस हैं। इन सामग्रियों को उनके घटक [[परमाणुओं]] के [[समूह (आवर्त सारणी)]] के अनुसार वर्गीकृत किया गया है।


विभिन्न अर्धचालक पदार्थ अपने गुणों में भिन्न होते हैं। इस प्रकार, [[सिलिकॉन]] की तुलना में, '''मिश्रित अर्धचालकों''' के फायदे और हानि दोनों हैं।  उदाहरण के लिए, [[गैलियम आर्सेनाइड]] (GaAs) में सिलिकॉन की तुलना में छह गुना अधिक [[इलेक्ट्रॉन गतिशीलता]] होती है, जो तेजी से संचालन की अनुमति देती है; व्यापक बैंड गैप, जो उच्च तापमान पर बिजली उपकरणों के संचालन की अनुमति देता है, और कमरे के तापमान पर कम बिजली उपकरणों को कम [[थर्मल शोर|थर्मल ध्वनि]] देता है; इसका [[प्रत्यक्ष बैंड गैप]] इसे सिलिकॉन के अप्रत्यक्ष बैंड गैप की तुलना में अधिक अनुकूल [[ optoelectronic ]] गुण प्रदान करता है; इसे समायोज्य बैंड गैप चौड़ाई के साथ टर्नरी और चतुर्धातुक रचनाओं में मिश्रित किया जा सकता है, जो चयनित तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जन की अनुमति देता है, जो ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से सबसे कुशलता से प्रसारित तरंग दैर्ध्य से मेल खाना संभव बनाता है। GaAs को अर्ध-इन्सुलेट रूप में भी उगाया जा सकता है, जो GaAs उपकरणों के लिए जाली-मिलान इन्सुलेटिंग सब्सट्रेट के रूप में उपयुक्त है। इसके विपरीत, सिलिकॉन शक्तिशाली , सस्ता और संसाधित करने में आसान है, जबकि GaAs भंगुर और महंगा है, और इन्सुलेशन परतें केवल ऑक्साइड परत बढ़ने से नहीं बनाई जा सकती हैं; इसलिए GaAs का उपयोग केवल वहीं किया जाता है जहां सिलिकॉन पर्याप्त नहीं है।<ref>Milton Ohring [https://books.google.com/books?id=gxSyMjosCwcC&dq=semiconductor+failure+microphotograph&pg=PA310 Reliability and failure of electronic materials and devices] Academic Press, 1998, {{ISBN|0-12-524985-3}}, p. 310.</ref>
विभिन्न अर्धचालक पदार्थ अपने गुणों में भिन्न होते हैं। इस प्रकार, [[सिलिकॉन]] की तुलना में, '''मिश्रित अर्धचालकों''' के फायदे और हानि दोनों हैं।  उदाहरण के लिए, [[गैलियम आर्सेनाइड]] (GaAs) में सिलिकॉन की तुलना में छह गुना अधिक [[इलेक्ट्रॉन गतिशीलता]] होती है, जो तेजी से संचालन की अनुमति देती है; व्यापक बैंड गैप, जो उच्च तापमान पर बिजली उपकरणों के संचालन की अनुमति देता है, और कमरे के तापमान पर कम बिजली उपकरणों को कम [[थर्मल शोर|थर्मल ध्वनि]] देता है; इसका [[प्रत्यक्ष बैंड गैप]] इसे सिलिकॉन के अप्रत्यक्ष बैंड गैप की तुलना में अधिक अनुकूल [[ optoelectronic | ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक]] गुण प्रदान करता है; इसे समायोज्य बैंड गैप चौड़ाई के साथ टर्नरी और चतुर्धातुक रचनाओं में मिश्रित किया जा सकता है, जो चयनित तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जन की अनुमति देता है, जो ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से सबसे कुशलता से प्रसारित तरंग दैर्ध्य से मेल खाना संभव बनाता है। GaAs को अर्ध-इन्सुलेट रूप में भी उगाया जा सकता है, जो GaAs उपकरणों के लिए जाली-मिलान इन्सुलेटिंग सब्सट्रेट के रूप में उपयुक्त है। इसके विपरीत, सिलिकॉन शक्तिशाली , सस्ता और संसाधित करने में आसान है, जबकि GaAs भंगुर और महंगा है, और इन्सुलेशन परतें केवल ऑक्साइड परत बढ़ने से नहीं बनाई जा सकती हैं; इसलिए GaAs का उपयोग केवल वहीं किया जाता है जहां सिलिकॉन पर्याप्त नहीं है।<ref>Milton Ohring [https://books.google.com/books?id=gxSyMjosCwcC&dq=semiconductor+failure+microphotograph&pg=PA310 Reliability and failure of electronic materials and devices] Academic Press, 1998, {{ISBN|0-12-524985-3}}, p. 310.</ref>


अनेक यौगिकों को मिश्रित करके, कुछ अर्धचालक सामग्री को ट्यून किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, बैंड गैप या जाली स्थिरांक में। परिणाम त्रिक, चतुर्धातुक, या यहाँ तक कि पंचक रचनाएँ हैं। टर्नरी रचनाएँ सम्मिलित बाइनरी यौगिकों की सीमा के अंदर बैंड गैप को समायोजित करने की अनुमति देती हैं; चूँकि, प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष बैंड गैप सामग्रियों के संयोजन के स्थितियोंमें अनुपात होता है जहां अप्रत्यक्ष बैंड गैप प्रबल होता है, जो ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोग करने योग्य सीमा को सीमित करता है; जैसे AlGaAs [[प्रकाश उत्सर्जक डायोड]] इसके द्वारा 660 एनएम तक सीमित हैं। यौगिकों के जाली स्थिरांक भी भिन्न-भिन्न होते हैं, और मिश्रण अनुपात पर निर्भर सब्सट्रेट के विरुद्ध जाली बेमेल, बेमेल परिमाण पर निर्भर मात्रा में दोष का कारण बनता है; यह प्राप्य विकिरणीय/गैर-विकिरणीय पुनर्संयोजन के अनुपात को प्रभावित करता है और डिवाइस की चमकदार दक्षता निर्धारित करता है। चतुर्धातुक और उच्च रचनाएँ बैंड गैप और जाली स्थिरांक को साथ समायोजित करने की अनुमति देती हैं, जिससे तरंग दैर्ध्य की व्यापक रेंज पर दीप्तिमान दक्षता बढ़ती है; उदाहरण के लिए AlGaInP का उपयोग एलईडीके लिए किया जाता है। प्रकाश की उत्पन्न तरंग दैर्ध्य के लिए पारदर्शी सामग्री लाभप्रद होती है, क्योंकि इससे सामग्री के बड़े हिस्से से फोटॉन के अधिक कुशल निष्कर्षण की अनुमति मिलती है। अर्थात् ऐसे पारदर्शी पदार्थों में प्रकाश उत्पादन केवल सतह तक ही सीमित नहीं होता। अपवर्तन सूचकांक भी संरचना-निर्भर है और सामग्री से फोटॉन की निष्कर्षण दक्षता को प्रभावित करता है।<ref name="handopto">John Dakin, Robert G. W. Brown [https://books.google.com/books?id=3GmcgL7Z-6YC&dq=gas+discharge+properties+mercury+neon+hydrogen+deuterium&pg=PA57 Handbook of optoelectronics, Volume 1], CRC Press, 2006 {{ISBN|0-7503-0646-7}} p. 57</ref>
अनेक यौगिकों को मिश्रित करके, कुछ अर्धचालक सामग्री को ट्यून किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, बैंड गैप या जाली स्थिरांक में। परिणाम त्रिक, चतुर्धातुक, या यहाँ तक कि पंचक रचनाएँ हैं। टर्नरी रचनाएँ सम्मिलित बाइनरी यौगिकों की सीमा के अंदर बैंड गैप को समायोजित करने की अनुमति देती हैं; चूँकि, प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष बैंड गैप सामग्रियों के संयोजन के स्थितियोंमें अनुपात होता है जहां अप्रत्यक्ष बैंड गैप प्रबल होता है, जो ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोग करने योग्य सीमा को सीमित करता है; जैसे AlGaAs [[प्रकाश उत्सर्जक डायोड]] इसके द्वारा 660 एनएम तक सीमित हैं। यौगिकों के जाली स्थिरांक भी भिन्न-भिन्न होते हैं, और मिश्रण अनुपात पर निर्भर सब्सट्रेट के विरुद्ध जाली बेमेल, बेमेल परिमाण पर निर्भर मात्रा में दोष का कारण बनता है; यह प्राप्य विकिरणीय/गैर-विकिरणीय पुनर्संयोजन के अनुपात को प्रभावित करता है और डिवाइस की चमकदार दक्षता निर्धारित करता है। चतुर्धातुक और उच्च रचनाएँ बैंड गैप और जाली स्थिरांक को साथ समायोजित करने की अनुमति देती हैं, जिससे तरंग दैर्ध्य की व्यापक रेंज पर दीप्तिमान दक्षता बढ़ती है; उदाहरण के लिए AlGaInP का उपयोग एलईडीके लिए किया जाता है। प्रकाश की उत्पन्न तरंग दैर्ध्य के लिए पारदर्शी सामग्री लाभप्रद होती है, क्योंकि इससे सामग्री के बड़े हिस्से से फोटॉन के अधिक कुशल निष्कर्षण की अनुमति मिलती है। अर्थात् ऐसे पारदर्शी पदार्थों में प्रकाश उत्पादन केवल सतह तक ही सीमित नहीं होता। अपवर्तन सूचकांक भी संरचना-निर्भर है और सामग्री से फोटॉन की निष्कर्षण दक्षता को प्रभावित करता है।<ref name="handopto">John Dakin, Robert G. W. Brown [https://books.google.com/books?id=3GmcgL7Z-6YC&dq=gas+discharge+properties+mercury+neon+hydrogen+deuterium&pg=PA57 Handbook of optoelectronics, Volume 1], CRC Press, 2006 {{ISBN|0-7503-0646-7}} p. 57</ref>

Revision as of 13:35, 2 August 2023

सेमीकंडक्टर सामग्री नाममात्र रूप से छोटे ऊर्जा अंतराल इंसुलेटर (बिजली) हैं। अर्धचालक सामग्री की परिभाषित संपत्ति यह है कि इसे उन अशुद्धियों के साथ डोपिंग (अर्धचालक) द्वारा समझौता किया जा सकता है जो इसके इलेक्ट्रॉनिक गुणों को नियंत्रित तरीके से बदल देते हैं।[1]

कंप्यूटर और फोटोवोल्टिक उद्योग में - ट्रांजिस्टर, लेज़र और सौर कोशिकाओं जैसे उपकरणों में उनके अनुप्रयोग के कारण - नई अर्धचालक सामग्रियों की खोज और उपस्तिथ सामग्रियों में सुधार सामग्री विज्ञान में अध्ययन का महत्वपूर्ण क्षेत्र है।

सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्री क्रिस्टलीय अकार्बनिक ठोस हैं। इन सामग्रियों को उनके घटक परमाणुओं के समूह (आवर्त सारणी) के अनुसार वर्गीकृत किया गया है।

विभिन्न अर्धचालक पदार्थ अपने गुणों में भिन्न होते हैं। इस प्रकार, सिलिकॉन की तुलना में, मिश्रित अर्धचालकों के फायदे और हानि दोनों हैं। उदाहरण के लिए, गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) में सिलिकॉन की तुलना में छह गुना अधिक इलेक्ट्रॉन गतिशीलता होती है, जो तेजी से संचालन की अनुमति देती है; व्यापक बैंड गैप, जो उच्च तापमान पर बिजली उपकरणों के संचालन की अनुमति देता है, और कमरे के तापमान पर कम बिजली उपकरणों को कम थर्मल ध्वनि देता है; इसका प्रत्यक्ष बैंड गैप इसे सिलिकॉन के अप्रत्यक्ष बैंड गैप की तुलना में अधिक अनुकूल ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुण प्रदान करता है; इसे समायोज्य बैंड गैप चौड़ाई के साथ टर्नरी और चतुर्धातुक रचनाओं में मिश्रित किया जा सकता है, जो चयनित तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जन की अनुमति देता है, जो ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से सबसे कुशलता से प्रसारित तरंग दैर्ध्य से मेल खाना संभव बनाता है। GaAs को अर्ध-इन्सुलेट रूप में भी उगाया जा सकता है, जो GaAs उपकरणों के लिए जाली-मिलान इन्सुलेटिंग सब्सट्रेट के रूप में उपयुक्त है। इसके विपरीत, सिलिकॉन शक्तिशाली , सस्ता और संसाधित करने में आसान है, जबकि GaAs भंगुर और महंगा है, और इन्सुलेशन परतें केवल ऑक्साइड परत बढ़ने से नहीं बनाई जा सकती हैं; इसलिए GaAs का उपयोग केवल वहीं किया जाता है जहां सिलिकॉन पर्याप्त नहीं है।[2]

अनेक यौगिकों को मिश्रित करके, कुछ अर्धचालक सामग्री को ट्यून किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, बैंड गैप या जाली स्थिरांक में। परिणाम त्रिक, चतुर्धातुक, या यहाँ तक कि पंचक रचनाएँ हैं। टर्नरी रचनाएँ सम्मिलित बाइनरी यौगिकों की सीमा के अंदर बैंड गैप को समायोजित करने की अनुमति देती हैं; चूँकि, प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष बैंड गैप सामग्रियों के संयोजन के स्थितियोंमें अनुपात होता है जहां अप्रत्यक्ष बैंड गैप प्रबल होता है, जो ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोग करने योग्य सीमा को सीमित करता है; जैसे AlGaAs प्रकाश उत्सर्जक डायोड इसके द्वारा 660 एनएम तक सीमित हैं। यौगिकों के जाली स्थिरांक भी भिन्न-भिन्न होते हैं, और मिश्रण अनुपात पर निर्भर सब्सट्रेट के विरुद्ध जाली बेमेल, बेमेल परिमाण पर निर्भर मात्रा में दोष का कारण बनता है; यह प्राप्य विकिरणीय/गैर-विकिरणीय पुनर्संयोजन के अनुपात को प्रभावित करता है और डिवाइस की चमकदार दक्षता निर्धारित करता है। चतुर्धातुक और उच्च रचनाएँ बैंड गैप और जाली स्थिरांक को साथ समायोजित करने की अनुमति देती हैं, जिससे तरंग दैर्ध्य की व्यापक रेंज पर दीप्तिमान दक्षता बढ़ती है; उदाहरण के लिए AlGaInP का उपयोग एलईडीके लिए किया जाता है। प्रकाश की उत्पन्न तरंग दैर्ध्य के लिए पारदर्शी सामग्री लाभप्रद होती है, क्योंकि इससे सामग्री के बड़े हिस्से से फोटॉन के अधिक कुशल निष्कर्षण की अनुमति मिलती है। अर्थात् ऐसे पारदर्शी पदार्थों में प्रकाश उत्पादन केवल सतह तक ही सीमित नहीं होता। अपवर्तन सूचकांक भी संरचना-निर्भर है और सामग्री से फोटॉन की निष्कर्षण दक्षता को प्रभावित करता है।[3]

टैंग-ड्रेसेलहॉस सिद्धांत का प्रस्ताव रखा, जहां इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों में सापेक्ष प्रभाव हो सकते हैं जो नए अर्धचालक चिप्स और ऊर्जा रूपांतरण उपकरणों के विकास का नेतृत्व कर सकते हैं।

सिलिकॉन, गैलियम आर्सेनाइड और सिलिकन कार्बाइड जैसे पारंपरिक अर्धचालकों के विपरीत, जहां इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों को सामान्यतः सापेक्ष कण के रूप में वर्णित किया जाता है | गैर-सापेक्ष कण जो परवलयिक ऊर्जा-संवेग संबंध | ऊर्जा-संवेग फैलाव प्रदर्शित करते हैं,[4][5] नए अर्धचालकों में हाल की खोजों, जैसे कि मैसाचुसेट्स की विधि संस्था में शुआंग तांग और मिल्ड्रेड ड्रेसेलहॉस द्वारा डिराक शंकु | तांग-ड्रेसेलहॉस सिद्धांत में प्रस्तावित अर्ध-डिराक और अर्ध-डिराक सामग्रियों ने सापेक्ष कण के साथ इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों के अस्तित्व का खुलासा किया है।[6][7][8] यह नई सामग्रियां रोचक गुणों का प्रदर्शन करती हैं जो अगली पीढ़ी के कंप्यूटर चिप्स और ऊर्जा कनवर्टर विकसित करने के लिए पारंपरिक अर्धचालकों के व्यवहार से भिन्न हैं।

अर्धचालक सामग्री के प्रकार

यौगिक अर्धचालक

एक यौगिक अर्धचालक अर्धचालक रासायनिक यौगिक है जो कम से कम दो भिन्न-भिन्न प्रजातियों के रासायनिक तत्व से बना होता है। यह अर्धचालक उदाहरण के लिए समूह (आवर्त सारणी) 13-15 (पुराने समूह III-V) में बनते हैं, उदाहरण के लिए बोरॉन समूह (पुराने समूह III, बोरान, अल्युमीनियम , गैलियम, ईण्डीयुम ) और नाइट्रोजन समूह (पुराने समूह V, नाइट्रोजन, फास्फोरस, हरताल , सुरमा , विस्मुट) से तत्व। संभावित सूत्रों की सीमा अधिक व्यापक है क्योंकि यह तत्व बाइनरी (दो तत्व, जैसे गैलियम (III) आर्सेनाइड (GaAs)), टर्नरी (तीन तत्व, जैसे इंडियम गैलियम आर्सेनाइड (InGaAs)) और चतुर्धातुक मिश्र धातु (चार तत्व) जैसे एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlInGaP)) मिश्र धातु और इंडियम आर्सेनाइड एंटीमोनाइड फॉस्फाइड (InAsSbP) बना सकते हैं। III-V यौगिक अर्धचालकों के गुण उनके समूह IV समकक्षों के समान हैं। इन यौगिकों में और विशेष रूप से II-VI यौगिक में उच्च आयनिकता, कम आयनिक यौगिकों के संबंध में मौलिक बैंडगैप को बढ़ाती है।[9]

निर्माण

मेटलऑर्गेनिक वाष्प-चरण एपिटैक्सी | मेटलऑर्गेनिक वाष्प-चरण एपिटैक्सी (एमओवीपीई) उपकरणों के लिए यौगिक अर्धचालक पतली फिल्मों के निर्माण के लिए सबसे लोकप्रिय जमाव विधि है। यह हाइड्रोजन जैसी परिवेशी गैस में अग्रदूत (रसायन विज्ञान) स्रोत सामग्री के रूप में अल्ट्राप्योर मेटलऑर्गेनिक्स और/या हाइड्राइड का उपयोग करता है।

पसंद की अन्य विधि में सम्मिलित हैं:

अर्धचालक सामग्री की तालिका

समूह Elem. सामग्री फ़ारमूला ऊर्जा अंतराल (eV) गैप प्रकार विवरण
IV 1 सिलिकॉन Si 1.12[10][11] अप्रत्यक्ष पारंपरिक क्रिस्टलीय सिलिकॉन (c-Si) सौर कोशिकाओं में उपयोग किया जाता है, और इसके अनाकार रूप में पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं में अनाकार सिलिकॉन (a-Si) के रूप में उपयोग किया जाता है। फोटोवोल्टिक्स में सबसे आम अर्धचालक सामग्री; विश्व भर में पीवी बाजार पर हावी है; निर्माण करना आसान; अच्छे विद्युत और यांत्रिक गुण। इन्सुलेशन प्रयोजनों के लिए उच्च गुणवत्ता वाले थर्मल ऑक्साइड प्लांट बनाता है। इंटीग्रेटेड परिपथ के निर्माण में उपयोग की जाने वाली सबसे आम सामग्री।
IV 1 जर्मेनियम Ge 0.67[10][11] अप्रत्यक्ष प्रारंभिक रडार डिटेक्शन डायोड और पहले ट्रांजिस्टर में उपयोग किया जाता है; सिलिकॉन की तुलना में कम शुद्धता की आवश्यकता होती है। उच्च दक्षता वाले मल्टीजंक्शन फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के लिए सब्सट्रेट। गैलियम आर्सेनाइड के बिल्कुल समान जाली स्थिरांक। गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए उच्च शुद्धता वाले क्रिस्टल का उपयोग किया जाता है। मूंछें बढ़ सकती हैं, जो कुछ उपकरणों की विश्वसनीयता को ख़राब कर देती हैं।
IV 1 डायमंड C 5.47[10][11] अप्रत्यक्ष उत्कृष्ट तापीय चालकता. उत्तम यांत्रिक और ऑप्टिकल गुण।

उच्च वाहक गतिशीलता[12] और उच्च विद्युत विखंडन क्षेत्र[13] उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनिक्स विशेषताओं के रूप में कमरे के तापमान पर।

Extremely high नैनोमैकेनिकल अनुनादक quality factor.

अत्यधिक उच्च नैनोमैकेनिकल अनुनादक गुणवत्ता कारक।[14]

IV 1 ग्रे टिन, α-Sn Sn 0.08[15] अप्रत्यक्ष निम्न तापमान एलोट्रोप (डायमंड क्यूबिक जाली)।
IV 2 सिलिकन कार्बाइड, 3C-SiC SiC 2.3[10] अप्रत्यक्ष प्रारंभिक पीली एलईडी के लिए उपयोग किया जाता है
IV 2 सिलिकन कार्बाइड, 4H-SiC SiC 3.3[10] अप्रत्यक्ष उच्च-वोल्टेज और उच्च-तापमान अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है
IV 2 सिलिकन कार्बाइड, 6H-SiC SiC 3.0[10] अप्रत्यक्ष प्रारंभिक नीली एल ई डी के लिए उपयोग किया जाता है
VI 1 गंधक, α-S S8 2.6[16]
VI 1 ग्रे (त्रिकोणीय) सेलेनियम Se 1.83 - 2.0[17] अप्रत्यक्ष सेलेनियम रेक्टिफायर में उपयोग किया जाता है। बैंड गैप निर्माण स्थितियों पर निर्भर करता है।
VI 1 लाल सेलेनियम Se 2.05 अप्रत्यक्ष [18]
VI 1 टेल्यूरियम Te 0.33[19]
III-V 2 बोरोन नाइट्राइड, घन BN 6.36[20] अप्रत्यक्ष पराबैंगनी एल ई डी के लिए संभावित रूप से उपयोगी
III-V 2 बोरोन नाइट्राइड, षट्कोणीय BN 5.96[20] अर्ध-प्रत्यक्ष पराबैंगनी एल ई डी के लिए संभावित रूप से उपयोगी
III-V 2 बोरोन नाइट्राइड नैनोट्यूब BN 5.5[21]
III-V 2 बोरोन फॉस्फाइड BP 2.1[22] अप्रत्यक्ष
III-V 2 बोरोन आर्सेनाइड BAs 1.82 प्रत्यक्ष थर्मल प्रबंधन के लिए अल्ट्राहाई थर्मल चालकता; विकिरण क्षति के प्रति प्रतिरोधी, बीटावोल्टिक्स में संभावित अनुप्रयोग।
III-V 2 बोरोन आर्सेनाइड B12As2 3.47 अप्रत्यक्ष विकिरण क्षति के प्रति प्रतिरोधी, बीटावोल्टिक्स में संभावित अनुप्रयोग।
III-V 2 एल्युमिनियम नाइट्राइड AlN 6.28[10] प्रत्यक्ष पीज़ोइलेक्ट्रिक। अर्धचालक के रूप में स्वयं उपयोग नहीं किया जाता; AlN-बंद GaAlN संभवतः पराबैंगनी एलईडी के लिए प्रयोग योग्य है। AlN पर 210 एनएम पर अकुशल उत्सर्जन प्राप्त किया गया था।
III-V 2 एल्युमीनियम फॉस्फाइड AlP 2.45[11] अप्रत्यक्ष
III-V 2 एल्युमीनियम आर्सेनाइड AlAs 2.16[11] अप्रत्यक्ष
III-V 2 एल्युमिनियम एंटीमोनाइड AlSb 1.6/2.2[11] अप्रत्यक्ष/प्रत्यक्ष
III-V 2 गैलियम नाइट्राइड GaN 3.44[10][11] प्रत्यक्ष पी-प्रकार में डोप किया जाना समस्याग्रस्त है, एमजी के साथ पी-डोपिंग और एनीलिंग ने पहले उच्च दक्षता वाले नीले एलईडी और नीले लेजर की अनुमति दी। ईएसडी के प्रति बहुत संवेदनशील. आयनकारी विकिरण के प्रति असंवेदनशील। GaN ट्रांजिस्टर माइक्रोवेव पावर एम्पलीफायरों में उपयोग किए जाने वाले GaAs की तुलना में उच्च वोल्टेज और उच्च तापमान पर काम कर सकते हैं। जब उदाहरण के लिए डोप किया जाता है मैंगनीज, चुंबकीय अर्धचालक बन जाता है।
III-V 2 गैलियम फॉस्फाइड GaP 2.26[10][11] अप्रत्यक्ष प्रारंभिक निम्न से मध्यम चमक वाले सस्ते लाल/नारंगी/हरे एलईडी में उपयोग किया जाता है। स्टैंडअलोन या GaAsP के साथ उपयोग किया जाता है। पीली और लाल रोशनी के लिए पारदर्शी, GaAsP लाल/पीली एलईडी के लिए सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है। एन-प्रकार के लिए एस या टी के साथ डोप किया गया, पी-प्रकार के लिए जेएन के साथ। शुद्ध GaP हरे रंग का उत्सर्जन करता है, नाइट्रोजन-डॉप्ड GaP पीले-हरे रंग का उत्सर्जन करता है, ZnO-डॉप्ड GaP लाल रंग का उत्सर्जन करता है।
III-V 2 गैलियम आर्सेनाइड GaAs 1.42[10][11] प्रत्यक्ष सिलिकॉन के पश्चात् दूसरा सबसे आम उपयोग, सामान्यतः अन्य III-V अर्धचालकों के लिए सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए। InGaAs और GaInNAs। नाज़ुक। सी, पी-प्रकार सीएमओएस ट्रांजिस्टर की तुलना में कम छेद गतिशीलता अव्यवहार्य। उच्च अशुद्धता घनत्व, छोटी संरचनाओं का निर्माण करना कठिन। निकट-आईआर एलईडी, तेज़ इलेक्ट्रॉनिक्स और उच्च दक्षता वाले solar cells के लिए उपयोग किया जाता है। जर्मेनियम के समान ही जालीदार स्थिरांक, जर्मेनियम सबस्ट्रेट्स पर उगाया जा सकता है।
III-V 2 गैलियम एंटीमोनाइड GaSb 0.73[10][11] प्रत्यक्ष इन्फ्रारेड डिटेक्टरों और एलईडी और थर्मोफोटोवोल्टिक्स के लिए उपयोग किया जाता है। n को Te से, p को Zn से डोप किया गया।
III-V 2 इंडियम नाइट्राइड InN 0.7[10] प्रत्यक्ष सौर सेलों में उपयोग संभव है, किन्तु पी-टाइप डोपिंग कठिनाई है। मिश्रधातु के रूप में अधिकांशतः उपयोग किया जाता है।
III-V 2 इंडियम फॉस्फाइड InP 1.35[10] प्रत्यक्ष सामान्यतः एपिटैक्सियल InGaAs के लिए सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है। सुपीरियर इलेक्ट्रॉन वेग, उच्च-शक्ति और उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाता है।
III-V 2 इंडियम आर्सेनाइड InAs 0.36[10] प्रत्यक्ष 1-3.8 µm, कूल्ड या अनकूल्ड इन्फ्रारेड डिटेक्टरों के लिए उपयोग किया जाता है। उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता. InGaAs मैट्रिक्स में InAs डॉट्स क्वांटम डॉट्स के रूप में काम कर सकते हैं। क्वांटम डॉट्स InP या GaAs पर InAs की मोनोलेयर से बन सकते हैं। शक्तिशाली फोटो-डेम्बर उत्सर्जक, टेराहर्ट्ज़ विकिरण स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है।
III-V 2 इंडियम एंटीमोनाइड InSb 0.17[10] प्रत्यक्ष इन्फ्रारेड डिटेक्टरों और थर्मल इमेजिंग सेंसर में उपयोग किया जाता है, उच्च क्वांटम दक्षता, कम स्थिरता, शीतलन की आवश्यकता होती है, सैन्य लंबी दूरी के थर्मल इमेजर प्रणाली में उपयोग किया जाता है। AlInSb-InSb-AlInSb संरचना का उपयोग क्वांटम कुएं के रूप में किया जाता है। बहुत उच्चइलेक्ट्रॉन गतिशीलता, इलेक्ट्रॉन वेग और बैलिस्टिक लंबाई। ट्रांजिस्टर 0.5V से नीचे और 200 GHz से ऊपर काम कर सकते हैं। टेराहर्ट्ज़ आवृत्तियाँ संभवतः प्राप्त की जा सकती हैं।
II-VI 2 कैडमियम सेलेनाइड CdSe 1.74[11] प्रत्यक्ष नैनोकणों का उपयोग क्वांटम डॉट्स के रूप में किया जाता है। आंतरिक एन-प्रकार, पी-प्रकार को डोप करना कठिन है, किन्तु पी-प्रकार को नाइट्रोजन के साथ डोप किया जा सकता है। ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स में संभावित उपयोग। उच्च दक्षता वाले सौर सेलों के लिए परीक्षण किया गया।
II-VI 2 कैडमियम सल्फाइड CdS 2.42[11] प्रत्यक्ष फोटोरेसिस्टर्स और सौर कोशिकाओं में उपयोग किया जाता है; CdS/Cu2S पहला कुशल सौर सेल था। सीडीटीई के साथ सौर कोशिकाओं में उपयोग किया जाता है। क्वांटम डॉट्स के रूप में सामान्य। क्रिस्टल ठोस-अवस्था वाले लेजर के रूप में कार्य कर सकते हैं। इलेक्ट्रोल्युमिनसेंट. जब डोप किया जाता है, तब यह फॉस्फोर के रूप में कार्य कर सकता है।
II-VI 2 कैडमियम टेलुराइड CdTe 1.49[11] प्रत्यक्ष सीडीएस के साथ सौर कोशिकाओं में उपयोग किया जाता है। पतली फिल्म सौर कोशिकाओं और अन्य कैडमियम टेलुराइड फोटोवोल्टिक्स में उपयोग किया जाता है; क्रिस्टलीय सिलिकॉन की तुलना में कम कुशल किन्तु सस्ता। उच्च इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर में उपयोग किया जाता है। 790 एनएम पर फ्लोरोसेंट। क्वांटम डॉट्स के रूप में प्रयोग करने योग्य नैनोकण।
II-VI, ऑक्साइड 2 ज़िंक ऑक्साइड ZnO 3.37[11] प्रत्यक्ष फोटोकैटलिटिक। बैंड गैप को मैगनीशियम ऑक्साइड और कैडमियम ऑक्साइड के साथ मिश्रित करके 3 से 4 eV तक ट्यून किया जा सकता है। आंतरिक एन-प्रकार, पी-प्रकार डोपिंग कठिन है। भारी एल्यूमीनियम, इंडियम, या गैलियम डोपिंग से पारदर्शी प्रवाहकीय कोटिंग प्राप्त होती है; ZnO:Al का उपयोग अवरक्त क्षेत्र में दृश्यमान और परावर्तक में पारदर्शी विंडो कोटिंग के रूप में और इंडियम टिन के प्रतिस्थापन के रूप में एलसीडी डिस्प्ले और सौर पैनलों में प्रवाहकीय फिल्मों के रूप में किया जाता है। विकिरण क्षति के प्रति प्रतिरोधी। एलईडी और लेजर डायोड में संभावित उपयोग। यादृच्छिक लेजर में संभावित उपयोग.
II-VI 2 जिंक सेलेनाइड ZnSe 2.7[11] प्रत्यक्ष नीले लेजर और एलईडी के लिए उपयोग किया जाता है। एन-टाइप डोपिंग करना आसान है, पी-टाइप डोपिंग कठिन है किन्तु इसे किया जा सकता है, उदाहरण के लिए नाइट्रोजन। इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स में सामान्य ऑप्टिकल सामग्री।
II-VI 2 जिंक सल्फाइड ZnS 3.54/3.91[11] प्रत्यक्ष बैंड गैप 3.54 eV (घन), 3.91 (हेक्सागोनल)। एन-टाइप और पी-टाइप दोनों में डोप किया जा सकता है। उपयुक्त रूप से डोप किए जाने पर सामान्य सिंटिलेटर/फॉस्फोर।
II-VI 2 जिंक टेलुराइड ZnTe 2.3[11] प्रत्यक्ष AlSb, GaSb, InAs और PbSe पर उगाया जा सकता है। सौर सेल, माइक्रोवेव जनरेटर के घटकों, नीली एलईडी और लेजर में उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोऑप्टिक्स में उपयोग किया जाता है। लिथियम नाइओबेट के साथ मिलकर टेराहर्ट्ज़ विकिरण उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है।
I-VII 2 क्यूप्रस क्लोराइड CuCl 3.4[23] प्रत्यक्ष
I-VI 2 कॉपर सल्फाइड Cu2S 1.2[22] अप्रत्यक्ष पी-प्रकार, Cu2S/CdS पहला कुशल पतली फिल्म सौर सेल था
IV-VI 2 लेड सेलेनाइड PbSe 0.26[19] प्रत्यक्ष थर्मल इमेजिंग के लिए इन्फ्रारेड डिटेक्टरों में उपयोग किया जाता है। क्वांटम डॉट्स के रूप में प्रयोग करने योग्य नैनोक्रिस्टल। अच्छा उच्च तापमान थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री।
IV-VI 2 लेड(II) सल्फाइड PbS 0.37[24] खनिज गैलेना, व्यावहारिक उपयोग में पहला अर्धचालक, बिल्ली की मूंछ डिटेक्टरों में उपयोग किया जाता है; पीबीएस के उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक के कारण डिटेक्टर धीमे हैं। इन्फ्रारेड डिटेक्टरों में प्रयुक्त सबसे पुरानी सामग्री। कमरे के तापमान पर SWIR का पता लगाया जा सकता है, लंबी तरंग दैर्ध्य के लिए शीतलन की आवश्यकता होती है।
IV-VI 2 लीड टेलुराइड PbTe 0.32[10] कम तापीय चालकता, थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के लिए ऊंचे तापमान पर अच्छी थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री।
IV-VI 2 टिन(II) सल्फाइड SnS 1.3/1.0[25] प्रत्यक्ष/अप्रत्यक्ष टिन सल्फाइड (एसएनएस) अर्धचालक है जिसका प्रत्यक्ष ऑप्टिकल बैंड गैप 1.3 eV है और अवशोषण गुणांक 1.3 eV से ऊपर फोटॉन ऊर्जा के लिए 104 सेमी−1 से ऊपर है। यह पी-प्रकार अर्धचालक है जिसके विद्युत गुणों को डोपिंग और संरचनात्मक संशोधन द्वारा तैयार किया जा सकता है और यह दशक से पतली फिल्म सौर कोशिकाओं के लिए सरल, गैर विषैले और सस्ती सामग्री में से के रूप में उभरा है।
IV-VI 2 टिन(IV) सल्फाइड SnS2 2.2[26] SnS2 का व्यापक रूप से गैस सेंसिंग अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।
IV-VI 2 टिन टेलुराइड SnTe 0.18 समष्टि बैंड संरचना.
IV-VI 3 लेड टिन टेलुराइड Pb1−xSnxTe 0-0.29 इन्फ्रारेड डिटेक्टरों और थर्मल इमेजिंग के लिए उपयोग किया जाता है
V-VI, बहुस्तरीय 2 बिस्मथ टेलुराइड Bi2Te3 0.13[10] सेलेनियम या सुरमा के साथ मिश्रित होने पर कमरे के तापमान के पास कुशल थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री। संकीर्ण-अंतराल स्तरित अर्धचालक। उच्च विद्युत चालकता, कम तापीय चालकता। टोपोलॉजिकल इन्सुलेटर.
II-V 2 कैडमियम फॉस्फाइड Cd3P2 0.5[27]
II-V 2 कैडमियम आर्सेनाइड Cd3As2 0 एन-प्रकार आंतरिक अर्धचालक। बहुत उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता. इन्फ्रारेड डिटेक्टरों, फोटोडिटेक्टरों, गतिशील पतली-फिल्म दबाव सेंसर और मैग्नेटोरेसिस्टर्स में उपयोग किया जाता है। हाल के मापों से पता चलता है कि 3D Cd3As2 वास्तव में शून्य बैंड-गैप डायराक सेमीमेटल है जिसमें इलेक्ट्रॉन ग्राफीन की तरह सापेक्ष व्यवहार करते हैं।[28]
II-V 2 जिंक फास्फाइड Zn3P2 1.5[29] प्रत्यक्ष सामान्यतः पी-प्रकार.
II-V 2 जिंक डाइफॉस्फाइड ZnP2 2.1[30]
II-V 2 जिंक आर्सेनाइड Zn3As2 1.0[31] सबसे कम प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष बैंडगैप 30 meV या दूसरे के अंदर हैं।[31]
II-V 2 जिंक एंटीमोनाइड Zn3Sb2 इन्फ्रारेड डिटेक्टरों और थर्मल इमेजर्स, ट्रांजिस्टर और मैग्नेटोरेसिस्टर्स में उपयोग किया जाता है।
ऑक्साइड 2 टाइटेनियम डाइऑक्साइड, एनाटेज TiO2 3.20[32] अप्रत्यक्ष फोटोकैटलिटिक, एन-प्रकार
ऑक्साइड 2 टाइटेनियम डाइऑक्साइड, रूटाइल TiO2 3.0[32] प्रत्यक्ष फोटोकैटलिटिक, एन-प्रकार
ऑक्साइड 2 टाइटेनियम डाइऑक्साइड, ब्रुकाइट TiO2 3.26[32] [33]
ऑक्साइड 2 कॉपर (आई) ऑक्साइड Cu2O 2.17[34] सबसे अधिक अध्ययन किए गए अर्धचालकों में से एक। अनेक अनुप्रयोगों और प्रभावों को पहली बार इसके साथ प्रदर्शित किया गया। सिलिकॉन से पहले, रेक्टिफायर डायोड में उपयोग किया जाता था।
ऑक्साइड 2 कॉपर (II) ऑक्साइड CuO 1.2 एन-प्रकार अर्धचालक[35]
ऑक्साइड 2 यूरेनियम डाइऑक्साइड UO2 1.3 उच्च सीबेक गुणांक, उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी, थर्मोइलेक्ट्रिक और थर्मोफोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों का वादा करता है। पूर्व में यूआरडीओएक्स प्रतिरोधों में उपयोग किया जाता था, जो उच्च तापमान पर संचालन करता था। विकिरण क्षति के प्रति प्रतिरोधी।
ऑक्साइड 2 टिन डाइऑक्साइड SnO2 3.7 ऑक्सीजन की कमी वाला एन-प्रकार अर्धचालक। गैस सेंसर में उपयोग किया जाता है।
ऑक्साइड 3 बेरियम टाइटेनेट BaTiO3 3 फेरोइलेक्ट्रिक, पीजोइलेक्ट्रिक। कुछ अनकू एलईडी थर्मल इमेजर्स में उपयोग किया जाता है। नॉनलीनियर ऑप्टिक्स में उपयोग किया जाता है।
ऑक्साइड 3 स्ट्रोंटियम टाइटेनेट SrTiO3 3.3 फेरोइलेक्ट्रिक, पीजोइलेक्ट्रिक। वेरिस्टर में उपयोग किया जाता है। नाइओबियम-डोप्ड होने पर प्रवाहकीय।
ऑक्साइड 3 लिथियम नाइओबेट LiNbO3 4 फेरोइलेक्ट्रिक, पीज़ोइलेक्ट्रिक, पॉकेल्स प्रभाव दिखाता है। इलेक्ट्रोऑप्टिक्स और फोटोनिक्स में व्यापक उपयोग।
V-VI 2 मोनोक्लिनिकवैनेडियम (IV) ऑक्साइड VO2 0.7[36] ऑप्टिकल 67°C से नीचे स्थिर
बहुस्तरीय 2 लेड (II) आयोडाइड PbI2 2.4[37] PbI2 अपने थोक रूप में 2.4 eV के बैंडगैप के साथ स्तरित प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक है, जबकि इसके 2D मोनोलेयर में ~2.5 eV का अप्रत्यक्ष बैंडगैप है, जिसमें 1-3 eV के मध्य बैंडगैप को ट्यून करने की संभावनाएं हैं।
बहुस्तरीय 2 मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड MoS2 1.23 eV (2H)[38] अप्रत्यक्ष
बहुस्तरीय 2 गैलियम सेलेनाइड GaSe 2.1 अप्रत्यक्ष फोटोकंडक्टर. अरेखीय प्रकाशिकी में उपयोग। 2D-सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। वायु संवेदनशील[39][40][41]
बहुस्तरीय 2 इंडियम सेलेनाइड InSe 1.26-2.35 eV[41] प्रत्यक्ष (2डी में अप्रत्यक्ष) वायु संवेदनशील. कुछ- और मोनो-लेयर रूप में उच्च विद्युत गतिशीलता[39][40][41]
बहुस्तरीय 2 टिन सल्फाइड SnS >1.5 eV प्रत्यक्ष
बहुस्तरीय 2 बिस्मथ सल्फाइड Bi2S3 1.3[10]
चुंबकीय, पतला (डीएमएस)[42] 3 गैलियम मैंगनीज आर्सेनाइड GaMnAs
चुंबकीय, पतला (डीएमएस) 3 सीसा मैंगनीज टेलुराइड PbMnTe
चुंबकीय 4 लैंथेनम कैल्शियम मैंगनेट La0.7Ca0.3MnO3 विशाल चुंबकत्व
चुंबकीय 2 आयरन (II) ऑक्साइड FeO 2.2 [43] आयरन ऑक्साइड नैनोकणों के लिए एंटीफेरोमैग्नेटिक बैंड गैप 2.2 eV पाया गया और डोपिंग करने पर बैंड गैप 2.5 eV तक बढ़ा हुआ पाया गया
चुंबकीय 2 निकेल(II) ऑक्साइड NiO 3.6–4.0 प्रत्यक्ष [44][45] प्रति-लौहचुंबकीय
चुंबकीय 2 यूरोपियम (II) ऑक्साइड EuO लौह-चुंबकीय
चुंबकीय 2 यूरोपियम (II) सल्फाइड EuS लौह-चुंबकीय
चुंबकीय 2 क्रोमियम (III) ब्रोमाइड CrBr3
अन्य 3 कॉपर इंडियम सेलेनाइड, सीआईएस CuInSe2 1 प्रत्यक्ष
अन्य 3 सिल्वर गैलियम सल्फाइड AgGaS2 अरैखिक ऑप्टिकल गुण
अन्य 3 जिंक सिलिकॉन फॉस्फाइड ZnSiP2 2.0[22]
अन्य 2 आर्सेनिक ट्राइसल्फ़ाइड ऑर्पिमेंट As2S3 2.7[46] प्रत्यक्ष क्रिस्टलीय और कांच जैसी अवस्था में अर्धचालक
अन्य 2 आर्सेनिक सल्फाइड रियलगर As4S4 क्रिस्टलीय और कांच जैसी अवस्था में अर्धचालक
अन्य 2 प्लैटिनम सिलिसाइड PtSi 1-5 µm के लिए इन्फ्रारेड डिटेक्टरों में उपयोग किया जाता है। अवरक्त खगोल विज्ञान में उपयोग किया जाता है। उच्च स्थिरता, कम बहाव, माप के लिए उपयोग किया जाता है। कम क्वांटम दक्षता।
अन्य 2 बिस्मथ (III) आयोडाइड BiI3
अन्य 2 मरकरी (II) आयोडाइड HgI2 कमरे के तापमान पर काम करने वाले कुछ गामा-रे और एक्स-रे डिटेक्टरों और इमेजिंग प्रणाली में उपयोग किया जाता है।
अन्य 2 थैलियम(आई) ब्रोमाइड TlBr 2.68[47] कमरे के तापमान पर काम करने वाले कुछ गामा-रे और एक्स-रे डिटेक्टरों और इमेजिंग प्रणाली में उपयोग किया जाता है। वास्तविक समय एक्स-रे छवि सेंसर के रूप में उपयोग किया जाता है।
अन्य 2 सिल्वर सल्फाइड Ag2S 0.9[48]
अन्य 2 आयरन डाइसल्फ़ाइड FeS2 0.95[49] खनिज पाइराइट. पश्चात् में बिल्ली के मूंछ डिटेक्टरों में उपयोग किया गया, सौर कोशिकाओं की जांच की गई।
अन्य 4 कॉपर जिंक टिन सल्फाइड, सीजेडटीएस Cu2ZnSnS4 1.49 प्रत्यक्ष Cu2ZnSnS4 से प्राप्त होता है, जो इंडियम/गैलियम को पृथ्वी में प्रचुर मात्रा में जिंक/टिन से प्रतिस्थापित करता है।
अन्य 4 कॉपर जिंक एंटीमनी सल्फाइड, सीजेडएएस Cu1.18Zn0.40Sb1.90S7.2 2.2[50] प्रत्यक्ष कॉपर जिंक एंटीमनी सल्फाइड, कॉपर एंटीमनी सल्फाइड (सीएएस) से प्राप्त होता है, जो यौगिक का फेमेटिनाइट वर्ग है।
अन्य 3 कॉपर टिन सल्फाइड, सीटीएस Cu2SnS3 0.91[22] प्रत्यक्ष Cu2SnS3 पी-प्रकार का अर्धचालक है और इसका उपयोग पतली फिल्म सौर सेल अनुप्रयोग में किया जा सकता है।

अर्धचालक मिश्रधातु प्रणालियों की तालिका

निम्नलिखित अर्धचालक प्रणालियों को कुछ सीमा तक समायोजित किया जा सकता है, और यह किसी सामग्री का नहीं किंतु सामग्रियों के वर्ग का प्रतिनिधित्व करते हैं।

समूह Elem. सामग्री वर्ग सूत्रीकरण डेटा-सॉर्ट-प्रकार=संख्या | Band gap (eV) गैप प्रकार विवरण
निचला अपर
IV-VI 3 लेड टिन टेलुराइड Pb1−xSnxTe 0 0.29 इन्फ्रारेड डिटेक्टरों और थर्मल इमेजिंग के लिए उपयोग किया जाता है
IV 2 सिलिकॉन जर्मेनियम Si1−xGex 0.67 1.11[10] अप्रत्यक्ष समायोज्य बैंड गैप, हेटेरोजंक्शन संरचनाओं के निर्माण की अनुमति देता है। सुपरलैटिस की कुछ मोटाई में सीधा बैंड गैप होता है।[51]
IV 2 सिलिकॉन-टिन Si1−xSnx 1.0 1.11 अप्रत्यक्ष एडजस्टेबल बैंड गैप.[52]
III-V 3 एल्यूमिनियम गैलियम आर्सेनाइड AlxGa1−xAs 1.42 2.16[10] प्रत्यक्ष/अप्रत्यक्ष x<0.4 के लिए प्रत्यक्ष बैंड गैप (1.42–1.95 eV के अनुरूप); संपूर्ण संरचना सीमा पर GaAs सब्सट्रेट से जाली-मिलान किया जा सकता है; ऑक्सीकरण करने की प्रवृत्ति होती है; सी, से, ते के साथ एन-डोपिंग; Zn, C, Be, Mg के साथ पी-डोपिंग।[3] इन्फ्रारेड लेजर डायोड के लिए उपयोग किया जा सकता है। GaAs उपकरणों में इलेक्ट्रॉनों को GaAs तक सीमित रखने के लिए अवरोधक परत के रूप में उपयोग किया जाता है (उदाहरण देखें QWIP)। AlAs के समान संरचना वाला AlGaAs सूर्य के प्रकाश के लिए लगभग पारदर्शी है। GaAs/AlGaAs सौर कोशिकाओं में उपयोग किया जाता है।
III-V 3 इंडियम गैलियम आर्सेनाइड InxGa1−xAs 0.36 1.43 प्रत्यक्ष अच्छी तरह से विकसित सामग्री. जाली को InP सबस्ट्रेट्स से मिलान किया जा सकता है। इन्फ्रारेड प्रौद्योगिकी और थर्मोफोटोवोल्टिक्स में उपयोग करें। इंडियम सामग्री चार्ज वाहक घनत्व निर्धारित करती है। x=0.015 के लिए, InGaAs पूरी तरह से जर्मेनियम से मेल खाता है; मल्टीजंक्शन फोटोवोल्टिक कोशिकाओं में उपयोग किया जा सकता है। इन्फ्रारेड सेंसर, हिमस्खलन फोटोडायोड, लेजर डायोड, ऑप्टिकल फाइबर संचार डिटेक्टर और लघु-तरंग दैर्ध्य इन्फ्रारेड कैमरों में उपयोग किया जाता है।
III-V 3 इंडियम गैलियम फॉस्फाइड InxGa1−xP 1.35 2.26 प्रत्यक्ष/अप्रत्यक्ष उदाहरण के लिए एचईएमटी और एचबीटी संरचनाओं और उच्च दक्षता वाले मल्टीजंक्शन सौर कोशिकाओं के लिए उपयोग किया जाता है। उपग्रह. Ga0.5In0.5P लगभग GaAs से मेल खाता है, AlGaIn का उपयोग लाल लेज़रों के लिए क्वांटम कुओं के लिए किया जाता है।
III-V 3 एल्यूमिनियम इंडियम आर्सेनाइड AlxIn1−xAs 0.36 2.16 प्रत्यक्ष/अप्रत्यक्ष मेटामॉर्फिक एचईएमटी ट्रांजिस्टर में बफर परत, GaAs सब्सट्रेट और GaInAs चैनल के मध्य जाली स्थिरांक को समायोजित करना। उदाहरण के लिए, क्वांटम कुओं के रूप में कार्य करने वाले स्तरित हेटरोस्ट्रक्चर का निर्माण कर सकते हैं। क्वांटम कैस्केड लेजर।
III-V 3 एल्यूमिनियम इंडियम एंटीमोनाइड AlxIn1−xSb
III-V 3 गैलियम आर्सेनाइड नाइट्राइड GaAsN
III-V 3 गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड GaAsP 1.43 2.26 प्रत्यक्ष/अप्रत्यक्ष लाल, नारंगी और पीले एलईडी में उपयोग किया जाता है। अधिकांशतः GaP पर उगाया जाता है। नाइट्रोजन के साथ डोप किया जा सकता है।
III-V 3 गैलियम आर्सेनाइड एंटीमोनाइड GaAsSb 0.7 1.42[10] प्रत्यक्ष
III-V 3 एल्यूमिनियम गैलियम नाइट्राइड AlGaN 3.44 6.28 प्रत्यक्ष नीले लेजर डायोड, पराबैंगनी एलईडी (250 एनएम तक), और AlGaN/GaN HEMTs में उपयोग किया जाता है। नीलमणि पर उगाया जा सकता है। AlN और GaN के साथ हेटेरोजंक्शन में उपयोग किया जाता है।
III-V 3 एल्यूमिनियम गैलियम फॉस्फाइड AlGaP 2.26 2.45 अप्रत्यक्ष कुछ हरे एलईडी में उपयोग किया जाता है।
III-V 3 इंडियम गैलियम नाइट्राइड InGaN 2 3.4 प्रत्यक्ष InxGa1–xN, x सामान्यतः 0.02–0.3 के मध्य (निकट-यूवी के लिए 0.02, 390 एनएम के लिए 0.1, 420 एनएम के लिए 0.2, 440 एनएम के लिए 0.3)। नीलमणि, SiC वेफर्स या सिलिकॉन पर एपिटैक्सियल रूप से उगाया जा सकता है। आधुनिक नीले और हरे एलईडी में उपयोग किए जाने वाले InGaN क्वांटम कुएं हरे से पराबैंगनी तक प्रभावी उत्सर्जक हैं। विकिरण क्षति के प्रति असंवेदनशील, उपग्रह सौर कोशिकाओं में संभावित उपयोग। दोषों के प्रति असंवेदनशील, जाली बेमेल क्षति के प्रति सहनशील। उच्च ताप क्षमता.
III-V 3 इंडियम आर्सेनाइड एंटीमोनाइड InAsSb
III-V 3 इंडियम गैलियम एंटीमोनाइड InGaSb
III-V 4 एल्यूमिनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड AlGaInP प्रत्यक्ष/अप्रत्यक्ष InAlGaP, InGaAlP, AlInGaP भी; GaAs सबस्ट्रेट्स से मेल खाने वाले जाली के लिए इन मोल अंश लगभग 0.48 पर तय किया गया है, Al/Ga अनुपात को लगभग 1.9 और 2.35 eV के मध्य बैंड अंतराल प्राप्त करने के लिए समायोजित किया गया है; Al/Ga/In अनुपात के आधार पर प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष बैंड अंतराल; 560-650 एनएम के मध्य तरंग दैर्ध्य के लिए उपयोग किया जाता है; जमाव के समय क्रमबद्ध चरणों का निर्माण होता है, जिसे रोका जाना चाहिए[3]
III-V 4 एल्यूमिनियम गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड AlGaAsP
III-V 4 इंडियम गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड InGaAsP
III-V 4 इंडियम गैलियम आर्सेनाइड एंटीमोनाइड InGaAsSb थर्मोफोटोवोल्टिक्स में उपयोग करें।
III-V 4 इंडियम आर्सेनाइड एंटीमोनाइड फॉस्फाइड InAsSbP थर्मोफोटोवोल्टिक्स में उपयोग करें।
III-V 4 एल्यूमिनियम इंडियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड AlInAsP
III-V 4 एल्यूमिनियम गैलियम आर्सेनाइड नाइट्राइड AlGaAsN
III-V 4 इंडियम गैलियम आर्सेनाइड नाइट्राइड InGaAsN
III-V 4 इंडियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड नाइट्राइड InAlAsN
III-V 4 गैलियम आर्सेनाइड एंटीमोनाइड नाइट्राइड GaAsSbN
III-V 5 गैलियम इंडियम नाइट्राइड आर्सेनाइड एंटीमोनाइड GaInNAsSb
III-V 5 गैलियम इंडियम आर्सेनाइड एंटीमोनाइड फॉस्फाइड GaInAsSbP InAs, GaSb और अन्य सबस्ट्रेट्स पर उगाया जा सकता है। भिन्न-भिन्न संरचना से जाली का मिलान किया जा सकता है। संभवतः मध्य-अवरक्त एल ई डी के लिए प्रयोग करने योग्य।
II-VI 3 कैडमियम zinc telluride, CZT CdZnTe 1.4 2.2 direct कुशल ठोस-अवस्था एक्स-रे और गामा-रे डिटेक्टर, कमरे के तापमान पर काम कर सकते हैं। इलेक्ट्रो-ऑप्टिक गुणांक। सौर सेलों में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग टेराहर्ट्ज़ विकिरण उत्पन्न करने और उसका पता लगाने के लिए किया जा सकता है। HgCdTe की एपीटैक्सियल वृद्धि के लिए सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
II-VI 3 मरकरी कैडमियम टेलुराइड HgCdTe 0 1.5 "मरकैड" के नाम से जाना जाता है। संवेदनशील कू एलईडी इन्फ्रारेड इमेजिंग सेंसर, इंफ्रारेड खगोल विज्ञान और इंफ्रारेड डिटेक्टरों में व्यापक उपयोग। पारा टेलुराइड (एक सेमीमेटल, शून्य बैंड गैप) और सीडीटीई का मिश्र धातु। उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता. एकमात्र सामान्य सामग्री जो 3-5 µm और 12-15 µm वायुमंडलीय खिड़कियों दोनों में काम करने में सक्षम है। CdZnTe पर उगाया जा सकता है।
II-VI 3 मरकरी जिंक टेलुराइड HgZnTe 0 2.25 इन्फ्रारेड डिटेक्टरों, इन्फ्रारेड इमेजिंग सेंसर और इन्फ्रारेड खगोल विज्ञान में उपयोग किया जाता है। HgCdTe की तुलना में उत्तम यांत्रिक और थर्मल गुण किन्तु संरचना को नियंत्रित करना अधिक कठिन है। समष्टि हेटरोस्ट्रक्चर बनाना अधिक कठिन है।
II-VI 3 मरकरी जिंक सेलेनाइड HgZnSe
II-V 4 जिंक कैडमियम फॉस्फाइड आर्सेनाइड (Zn1−xCdx)3(P1−yAsy)2[53] 0[28] 1.5[54] ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स (फोटोवोल्टिक्स सहित), इलेक्ट्रॉनिक्स और थर्मोइलेक्ट्रिक्स में विभिन्न अनुप्रयोग।[55]
अन्य 4 कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड, सीआईजीएस Cu(In,Ga)Se2 1 1.7 प्रत्यक्ष CuInxGa1–xSe2. पॉलीक्रिस्टलाइन. फिल्म सौर कोशिकाओं में उपयोग किया जाता है।

यह भी देखें

  • heterojunction
  • कार्बनिक अर्धचालक
  • सेमीकंडक्टर लक्षण वर्णन विधि

संदर्भ

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