Arseniuro di indio gallio
L'arseniuro di gallio indio (InGaAs), noto anche come arseniuro di gallio indio , è un materiale semiconduttore e il nome di un gruppo di leghe costituite dai due materiali di base arseniuro di indio (InAs) e arseniuro di gallio (GaAs). La lega è uno dei semiconduttori composti III-V ed è utilizzata come semiconduttore diretto nel campo dell'optoelettronica .
Generale
A seconda del rapporto di miscelazione delle due sostanze di partenza, viene utilizzata una notazione della forma In 1− X Ga X As, dove X indica il rapporto di miscelazione, le proprietà ottiche possono essere modificate durante la produzione del materiale modificando il band gap , come mostrato nella figura adiacente mostrata. Con il valore X = 0,47, l'arseniuro di gallio indio è disponibile in commercio con il numero CAS 106097-59-0 , ma è possibile produrre qualsiasi altro rapporto di miscelazione. Con X = 0 è puro arseniuro di indio con un intervallo di banda di 0,34 eV da 300 K a X.= 1 per arseniuro di gallio puro con un intervallo di banda di 1,42 eV.
L'arseniuro di gallio indio disponibile in commercio con un rapporto di miscelazione di X = 0,47 viene coltivato come cristallo singolo mediante crescita di cristalli su un substrato di fosfuro di indio (InP). Il rapporto risulta dal fatto che in questo caso la costante reticolare della lega di arseniuro di indio gallio corrisponde a quella del fosfuro di indio. Il band gap di In 0,53 Ga 0,47 As è 0,75 eV; la lega ha un'elevata mobilità degli elettroni di quasi 10.000 cm 2 · V −1 · s −1 .
Applicazioni
L'area principale di applicazione sono i rivelatori a infrarossi come i fotodiodi , con la massima sensibilità in funzione della lunghezza d' onda nell'intervallo da 1,1 µm a 1,7 µm. A differenza di materiali semiconduttori simili come il germanio , che ha anche un'elevata sensibilità nella gamma degli infrarossi, l'arseniuro di gallio indio ha una corrente di oscurità più piccola e un tempo di risposta più rapido con le stesse dimensioni del rivelatore . I primi fotodiodi a base di arseniuro di indio gallio sono stati sviluppati nel 1977 da TP Pearsall e RW Hopson alla Cornell University , New York .
A causa dell'elevata mobilità degli elettroni , altre applicazioni del materiale sono nei cosiddetti transistor ad alta mobilità degli elettroni (HEMT). Con una frequenza di transito di oltre 600 GHz, i transistor in arseniuro di gallio e indio sono tra i transistor più veloci con applicazioni nel campo della radiazione terahertz .
Prove individuali
- ^ John C. Woolley, Mathew B. Thomas, Alan G. Thompson: Variazione del gap di energia ottica in leghe Ga x In 1 - x As. In: Giornale canadese di fisica. 46, n. 2, 1968, pp. 157-159, doi : 10.1139 / p68-023
- ↑ a b T.P. Pearsall: Ga 0,47 In 0,53 As: Un semiconduttore ternario per applicazioni di fotorilevatori. In: IEEE Journal of Quantum Electronics. Volume 16, numero 7, 1980, pagg. 709-720, doi : 10.1109 / JQE.1980.1070557
- ^ TP Pearsall, MA Pollack: Capitolo 2 - Fotodiodi semiconduttori composti. In: WT Tsang (a cura di): Semiconductors and Semimetals. Volume 22D, Academic Press, New York 1985, ISBN 0-12-752153-4 , pagg. 174-241.
- ↑ TP Pearsall, RW Hopson Jr.: Crescita e caratterizzazione di film epitassiali reticolati di Ga x In 1 - x As / InP mediante epitassia in fase liquida. In Journal of Electronic Materials. 7, n. 1, 1978, pagg. 133-146, doi : 10.1007 / BF02656025 .
- ^ Arnulf Leuther: Verso i circuiti Terahertz - Sulla strada per il circuito Terahertz . In: Rapporto annuale Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics . 2010 ( PDF [consultato l'8 ottobre 2013]).
