زرنيخيد الغاليوم والأنتيمونيد

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

زرنيخيد الغاليوم والأنتيمونيد ، المعروف أيضًا باسم زرنيخيد الغاليوم والأنتيمونيد أو GaAsSb ( GaAs ( 1- x ) Sbx ) ، هو مركب شبه موصل ثلاثي من النوع III-V ؛ حيث يشير x إلى نسب الزرنيخ والأنتيمون في السبيكة. يشير GaAsSb عمومًا إلى أي تركيبة من السبيكة. وهي سبيكة من زرنيخيد الغاليوم (GaAs) وأنتيمونيد الغاليوم (GaSb).

تحضير

تمت تنمية أغشية GaAsSb باستخدام تقنيات الترسيب الجزيئي الشعاعي (MBE) والترسيب الكيميائي للبخار العضوي المعدني (MOVPE) والترسيب الكيميائي للبخار السائل (LPE) على ركائز من زرنيخيد الغاليوم وأنتيمونيد الغاليوم وفوسفيد الإنديوم . وغالبًا ما يتم دمجها في هياكل غير متجانسة متعددة الطبقات مع مركبات أخرى من المجموعة الثالثة-الخامسة.

الاستقرار الديناميكي الحراري

يُظهر مركب GaAsSb فجوة امتزاج عند درجات حرارة أقل من 751  درجة مئوية. [ 1 ] وهذا يعني أن التركيبات المتوسطة لهذا المركب عند درجات حرارة أقل من هذه الدرجة غير مستقرة ديناميكيًا حراريًا، ويمكن أن تنفصل تلقائيًا إلى طورين: أحدهما غني بـ GaAs والآخر غني بـ GaSb. هذا يحد من تركيبات GaAsSb التي يمكن الحصول عليها بتقنيات النمو شبه المتوازنة، مثل LPE، لتقتصر على تلك التي تقع خارج فجوة الامتزاج. [ 2 ] مع ذلك، يمكن الحصول على تركيبات GaAsSb ضمن فجوة الامتزاج باستخدام تقنيات النمو غير المتوازنة، مثل MBE وMOVPE. من خلال اختيار ظروف النمو بعناية (مثل نسب الغازات الأولية في MOVPE) والحفاظ على درجات حرارة منخفضة نسبيًا أثناء النمو وبعده، يُمكن الحصول على تركيبات GaAsSb ضمن فجوة الامتزاج مستقرة حركيًا . على سبيل المثال، يُتيح ذلك إمكانية تنمية GaAsSb بتركيب GaAs 0.51 Sb 0.49 ، والذي، على الرغم من كونه عادةً ضمن فجوة الامتزاج عند درجات حرارة النمو النموذجية، يمكن أن يوجد كسبائك مستقر حركيًا. [ 1 ] يتوافق تركيب GaAsSb هذا شبكيًا مع InP ويُستخدم أحيانًا في الهياكل غير المتجانسة التي تُنمى على هذا الركيزة.

الخصائص الإلكترونية

فجوة النطاق المباشرة مقابل التركيب لـ GaAsSb. [ 1 ]

تقع فجوة النطاق وثابت الشبكة لسبائك GaAsSb بين قيمتيهما في GaAs النقي (a = 0.565  نانومتر، Eg = 1.42 إلكترون فولت ) وGaSb النقي (a = 0.610  نانومتر، Eg = 0.73 إلكترون فولت). [ 3 ] وفي جميع التركيبات، تكون فجوة النطاق مباشرة ، كما هو الحال في GaAs وGaSb. علاوة على ذلك، تُظهر فجوة النطاق قيمة دنيا عند التركيب x = 0.8 تقريبًا عند درجة حرارة T = 300 كلفن، حيث تصل إلى قيمة دنيا Eg = 0.67 إلكترون فولت، وهي أقل بقليل من قيمة فجوة النطاق في GaSb النقي. [ 1 ]

التطبيقات

خضع مركب GaAsSb لدراسات مكثفة لاستخدامه في الترانزستورات ثنائية القطبية ذات الوصلات غير المتجانسة . [ 4 ] [ 5 ] كما تم مطابقته شبكياً مع InGaAs على InP لإنشاء ودراسة غاز إلكتروني ثنائي الأبعاد . [ 6 ]

تم استخدام بنية غير متجانسة قائمة على GaAsSb/GaAs لصنع ثنائي ضوئي للأشعة تحت الحمراء القريبة مع ذروة استجابة مركزية عند 1.3  ميكرومتر. [ 7 ]

يمكن دمج GaAsSb في الخلايا الشمسية متعددة الوصلات القائمة على III-V لتقليل مسافة النفق وزيادة تيار النفق بين الخلايا المتجاورة. [ 8 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 تشيرنغ، إم جيه؛ سترينغفيلو، جي جي؛ كوهين، آر إم (1984). "النمو الطبقي العضوي المعدني لـ GaAs 0.5 Sb 0.5 "". رسائل الفيزياء التطبيقية . 44 (7): 677-679 . Bibcode : 1984ApPhL..44..677C . doi : 10.1063/1.94874 .
  2. ↑ ماديلونغ، أ.؛ روسلر، يو.؛ شولز، م.، محرران (2002). "GaAs(1-x)Sb(x)، الخواص الفيزيائية" . عناصر المجموعة الرابعة، مركبات IV-IV وIII-V. الجزء ب - الخواص الإلكترونية، والنقل، والبصرية، وغيرها . لاندولت-بورنشتاين - المادة المكثفة للمجموعة الثالثة. المجلد ب. سبرينغر-فيرلاغ. الصفحات 1-13 . doi : 10.1007/10832182_25 . ISBN   978-3-540-42876-3.
  3. ↑ فورغافتمان، آي.؛ ماير، جيه آر؛ رام-موهان، إل آر (2001). "معاملات النطاق لأشباه الموصلات المركبة من النوع III-V وسبائكها". مجلة الفيزياء التطبيقية . 89 (11): 5815-5875 . Bibcode : 2001JAP....89.5815V . doi : 10.1063/1.1368156 .
  4. ↑ بولونيزي، سي آر؛ دفوراك، إم إم دبليو؛ يو، بي؛ شو، إكس جي؛ واتكينز، إس بي (2001). "ترانزستورات ثنائية غير متجانسة مزدوجة من InP/GaAsSb/InP: بديل جديد لترانزستورات ثنائية غير متجانسة مزدوجة قائمة على InP". معاملات IEEE للأجهزة الإلكترونية . 48 (11): 2631-2639 . Bibcode : 2001ITED...48.2631B . doi : 10.1109/16.960389 .
  5. ↑ إيكوسي-أناستاسيو، ك. (1993). "GaAsSb لترانزستورات ثنائية القطبية ذات وصلة غير متجانسة". معاملات IEEE للأجهزة الإلكترونية . 40 (5): 878-884 . Bibcode : 1993ITED...40..878I . doi : 10.1109/16.210193 .
  6. ↑ ديتز، هـ.؛ سيلفانو دي سوزا، ج.؛ ليونهاردت، هـ.؛ كلانج، ب.؛ زيدرباور، ت.؛ أندروز، أ.م.؛ شرينك، و.؛ سمولينر، ج.؛ ستراسر، ج. (2014). "غازات إلكترونية ثنائية الأبعاد قائمة على InGaAs/GaAsSb" . مجلة علوم وتكنولوجيا الفراغ ب . 32 (2) 02C104. Bibcode : 2014JVSTB..32bC104D . doi : 10.1116/1.4863299 .
  7. ^ الشمس، العاشر. وانغ، س. هسو، شبيبة. سيدو، ر. تشنغ، XG. لي، العاشر. كامبل، جي سي؛ هولمز، آل (2002). “GaAsSb: مادة جديدة لأجهزة الكشف الضوئية بالأشعة تحت الحمراء القريبة على ركائز GaAs”. مجلة IEEE لموضوعات مختارة في الإلكترونيات الكمومية . 8 (4): 817– 822. بيب كود : 2002IJSTQ...8..817S . دوى : 10.1109/JSTQE.2002.800848 . ردمك 1558-4542 . 
  8. ↑ كليم، جيه إف؛ زولبر، جيه سي (1997)، وصلة نفقية لأشباه الموصلات مع طبقة تعزيز ، تم استرجاعها في 27 ديسمبر 2023.