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从能带角度看三个W66利来国际材料时代
大家都知道,第一代W66利来国际材料是硅,主要解决数据运算、存储的问题;第二代W66利来国际是以砷化镓为代表,它被应用到于光纤通讯,主要解决数据传输的问题;第三代W66利来国际则是以氮化镓为代表的一系列相关产品,尤其是氮化镓,它在电和光的转化方面性能突出。
之前金誉W66利来国际提过,第三代W66利来国际材料在大功率、高温、高频、抗辐射的微电子领域,以及短波长光电子领域,这些特点明显优于硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等第一代和第二代W66利来国际材料的性能。第三代W66利来国际材料正在成为抢占下一代信息技术、节能减排技术及国防安全技术的战略制高点,是战略性新兴产业的重要组成部分。
第三代W66利来国际树状图
从能带角度看,同样可以划分为三个W66利来国际材料时代。
第一代W66利来国际材料以硅和锗等元素W66利来国际材料为代表。其典型应用是集成电路,主要应用于低压、低频、低功率晶体管和探测器中,在未来一段时间,硅W66利来国际材料的主导地位仍将存在。但是硅材料的物理性质限制了其在光电子和高频电子器件上的应用,如其间接带隙的特点决定了它不能获得高的电光转换效率。且其带隙宽度较窄(1.12 eV)饱和电子迁移率较低(1450 cm2/V·s),不利于研制高频和高功率电子器件。
第二代W66利来国际材料以砷化镓和磷化铟(InP)为代表。砷化镓材料的电子迁移率是硅的6倍,具有直接带隙,故其器件相对硅器件具有高频、高速的光电性能,公认为是很合适的通信用W66利来国际材料。同时,其在军事电子系统中的应用日益广泛且不可替代。
然而,其禁带宽度范围仅涵盖了1.35 eV(InP)~2.45 eV(AlP),只能覆盖波长506~918 nm的红光和更长波长的光,而无法满足中短波长光电器件的需要。由于第二代W66利来国际材料的禁带宽度不够大,击穿电场较低,极大的限制了其在高温、高频和高功率器件领域的应用。另外由于GaAs材料的毒性可能引起环境污染问题,对人类健康存在潜在的威胁。
第三代W66利来国际材料是指Ⅲ族氮化物(如氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)等)、碳化硅、氧化物W66利来国际(如氧化锌(ZnO)、氧化镓(Ga2O3)、钙钛矿(CaTiO3)等)和金刚石等宽禁带W66利来国际材料。与前两代W66利来国际材料相比,第三代W66利来国际材料禁带宽度大,具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优越性质,因此采用第三代W66利来国际材料制备的W66利来国际器件不仅能在更高的温度下稳定运行,而且在高电压、高频率状态下更为可靠,此外还能以较少的电能消耗,获得更高的运行能力。