El rendimiento de los dispositivos de alta velocidad, así como de los dispositivos ópticos, depende de manera crítica de las siguientes propiedades del material semiconductor, como el intervalo de banda, la intensidad crítica del campo eléctrico, la velocidad de saturación de electrones, la movilidad de los electrones, así como la estabilidad térmica y la conductividad térmica, etc.
Los dispositivos de alta velocidad requieren alta movilidad de electrones, velocidad de saturación, alta intensidad de campo crítico, baja resistencia en el estado del canal conductor. En contraste, los dispositivos ópticos requieren materiales de separación de banda directa con baja densidad de defectos. Los semiconductores elementales como Si y Ge no satisfacen la mayoría de estos requisitos. Por lo tanto, era necesario buscar alternativas y se denominan semiconductores compuestos.
La mayoría de los parámetros mencionados anteriormente se pueden ajustar de manera eficiente mediante el uso de semiconductores compuestos. Por ejemplo, el nitruro de galio (GaN) es un semiconductor compuesto con un ancho de banda amplio de ~ 3.4 eV. Es el material prometedor para LED azules y diodos láser azules. GaN (3.4 eV) se puede combinar con AlN (6.2 eV) y se puede formar una aleación compuesta AlGaN. Al variar la composición de Al en GaN, el intervalo de banda se puede ajustar de 3.4 eV a 6 eV. De manera similar, GaN se puede combinar con InN y la aleación InGaN se puede formar con una separación de banda separada de 1 eV a 3.4 eV. Por lo tanto, la ventaja con los semiconductores compuestos es que es posible sintonizar eficientemente la mayoría de los parámetros del material semiconductor, como el intervalo de banda, etc., de modo que se puedan fabricar dispositivos ópticos de alto rendimiento para varias longitudes de onda y dispositivos de alta velocidad.
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