Lista de materiales semiconductores

Los materiales semiconductores son aislantes nominalmente de banda prohibida pequeña . La propiedad definitoria de un material semiconductor es que puede verse comprometida al doparlo con impurezas que alteran sus propiedades electrónicas de manera controlada. ^{[ 1 ]} Debido a su aplicación en la industria informática y fotovoltaica —en dispositivos como transistores , láseres y células solares— la búsqueda de nuevos materiales semiconductores y la mejora de los materiales existentes es un campo de estudio importante en la ciencia de los materiales .

Los materiales semiconductores más utilizados son sólidos inorgánicos cristalinos . Estos materiales se clasifican según los grupos de la tabla periódica de sus átomos constituyentes .

Los distintos materiales semiconductores difieren en sus propiedades. Así, en comparación con el silicio , los semiconductores compuestos presentan ventajas y desventajas. Por ejemplo, el arseniuro de galio (GaAs) tiene una movilidad electrónica seis veces mayor que el silicio, lo que permite un funcionamiento más rápido; una banda prohibida más amplia , que permite el funcionamiento de dispositivos de potencia a temperaturas más elevadas y proporciona menor ruido térmico a los dispositivos de baja potencia a temperatura ambiente; su banda prohibida directa le confiere propiedades optoelectrónicas más favorables que la banda prohibida indirecta del silicio; puede alearse en composiciones ternarias y cuaternarias, con un ancho de banda prohibida ajustable, lo que permite la emisión de luz en longitudes de onda elegidas, posibilitando así la adaptación a las longitudes de onda que se transmiten con mayor eficiencia a través de fibras ópticas. El GaAs también puede cultivarse en forma semi-aislante, adecuada como sustrato aislante con coincidencia de red para dispositivos de GaAs. Por el contrario, el silicio es robusto, económico y fácil de procesar, mientras que el GaAs es frágil y caro, y las capas aislantes no pueden crearse simplemente cultivando una capa de óxido; por lo tanto, el GaAs se utiliza únicamente cuando el silicio no es suficiente. ^{[ 2 ]}

Al alear múltiples compuestos, algunos materiales semiconductores son ajustables, por ejemplo, en la banda prohibida o la constante de red . El resultado son composiciones ternarias, cuaternarias o incluso quinarias. Las composiciones ternarias permiten ajustar la banda prohibida dentro del rango de los compuestos binarios involucrados; sin embargo, en el caso de la combinación de materiales con banda prohibida directa e indirecta, existe una proporción donde la banda prohibida indirecta prevalece, lo que limita el rango utilizable para la optoelectrónica; por ejemplo, los LED de AlGaAs están limitados a 660  nm por esto. Las constantes de red de los compuestos también tienden a ser diferentes, y el desajuste de red con respecto al sustrato, que depende de la proporción de mezcla, causa defectos en cantidades que dependen de la magnitud del desajuste; esto influye en la proporción de recombinaciones radiativas/no radiativas alcanzables y determina la eficiencia luminosa del dispositivo. Las composiciones cuaternarias y superiores permiten ajustar simultáneamente la banda prohibida y la constante de red, lo que permite aumentar la eficiencia radiante en un rango más amplio de longitudes de onda; por ejemplo, el AlGaInP se utiliza para LED. Los materiales transparentes a la longitud de onda de la luz generada son ventajosos, ya que esto permite una extracción más eficiente de fotones del interior del material. Es decir, en dichos materiales transparentes, la producción de luz no se limita solo a la superficie. El índice de refracción también depende de la composición e influye en la eficiencia de extracción de fotones del material. ^{[ 3 ]}

• Semiconductores elementales del grupo III , (B)
• Semiconductores elementales del grupo IV (C, Si y Ge)
• semiconductores compuestos del grupo IV
• Semiconductores elementales del grupo VI (Se y Te)
• Semiconductores III - V : Cristalizan con un alto grado de estequiometría y la mayoría se pueden obtener tanto en tipo n como en tipo p . Muchos presentan alta movilidad de portadores y brechas de energía directas, lo que los hace útiles para la optoelectrónica. (Véase también: Plantilla:Compuestos III-V ).
• Semiconductores II - VI : generalmente de tipo p, excepto el ZnTe y el ZnO, que son de tipo n.
• Semiconductores I – VII
• Semiconductores IV - VI
• Semiconductores V - VI
• Semiconductores II - V
• Semiconductores I–III–VI ₂
• Óxidos
• semiconductores en capas
• semiconductores magnéticos
• semiconductores orgánicos
• Complejos de transferencia de carga
• Algunos MOF .
• Otros

Un semiconductor compuesto es un compuesto semiconductor formado por elementos químicos de al menos dos especies diferentes. Estos semiconductores se forman en los grupos 13-15 de la tabla periódica (antiguas denominaciones IIIA-VA). El rango de fórmulas posibles es bastante amplio porque estos elementos pueden formar aleaciones binarias (dos elementos, por ejemplo, arseniuro de galio(III) (GaAs)), ternarias (tres elementos, por ejemplo, arseniuro de indio y galio (InGaAs)) y cuaternarias (cuatro elementos), como la aleación de fosfuro de aluminio, galio e indio (AlInGaP) y el fosfuro de arseniuro de indio y antimoniuro (InAsSbP). Las propiedades de los semiconductores compuestos III-V son similares a las de sus homólogos del grupo IV. La mayor ionicidad en estos compuestos, y especialmente en el compuesto II-VI, tiende a aumentar la banda prohibida fundamental con respecto a los compuestos menos iónicos. ^{[ 4 ]}

Los siguientes sistemas semiconductores pueden ajustarse hasta cierto punto y representan no un solo material, sino una clase de materiales.

• Heterounión
• semiconductores orgánicos
• Técnicas de caracterización de semiconductores