Classification de semi conducteur

La classification des semi-conducteurs répartit les semi-conducteurs en différents groupes suivant leurs caractéristiques.

Il y a une grande variété de semi-conducteurs disponibles aujourd'hui, bien que pour des applications Si domine complètement le marché. Néanmoins, d'autres semi-conducteurs peuvent avoir des propriétés très différentes. Par exemple, Si silicium ne peut pas être utilisé pour les diodes électroluminescentes, ou des lasers. Semi-conducteurs seront classés selon leur composition chimique. Il existe des semi-conducteurs élémentaires tels que le silicium (Si), le germanium (Ge) et l'étain gris (α-Sn), qui appartiennent tous au groupe IV du tableau périodique. Par conséquent, ces systèmes sont habituellement appelés semi-conducteurs du groupe IV. Un autre élément du groupe IV est le carbone, qui se solidifie en deux structures, diamant et le graphite. le diamant est un isolant mais a la même structure cristalline que Si, Ge et α-Sn, la structure dite diamant. Le graphite est un semi-métal et présente une structure hexagonale. Sn existe également en deux phases, l'étain blanc (-Sn), qui est métallique et semi-conductrice α-Sn. Le dernier élément de la IV groupe est le plomb, qui est métallique.

Éléments du groupe IV

Les éléments du groupe IV sont exceptionnels dans le tableau périodique en ce sens que l'enveloppe extérieure des atomes individuels est exactement à moitié rempli. Par un échange de quatre électrons de la coque extérieure avec un autre atome de Si, une structure cristalline tridimensionnelle sans direction préférentielle peut être réalisé. On peut aussi combiner deux différents groupes semi-conducteurs IV pour obtenir un matériau composé tel que le SiC (carbure de silicium). SiC est une matière proche de la ligne frontière entre les semi-conducteurs et des isolants avec une constante de réseau de 0,436 nm et un écart d'énergie de 3,0 eV (413 nm).

Le groupe de semi-conducteurs élémentaires IV peut également être compris comme un cas particulier de la règle, c'est-8N, remplir le réservoir externe par des électrons de partage avec d'autres atomes. Il y a bien d'autres façons de remplir cette règle 8N. Cependant, ces matériaux sont tous les semi-conducteurs composés. Les éléments du groupe III peuvent être combinés avec des éléments du groupe V. Groupe I éléments en conjonction avec les éléments du groupe VII conduire à l'échelle isolateurs déficit énergétique, car ces matériaux sont formés par des liaisons ioniques et non des liaisons covalentes III-V et la plupart des semi-conducteurs II-VI. La plupart des semi-conducteurs III-V existent dans la structure dite blende, qui est un réseau cubique. Certains existent dans la structure wurtzite, ce qui correspond à un réseau hexagonal. L'arséniure de gallium (GaAs) est le semi-conducteur composé le plus connu III-V, tout en nitrure de gallium (GaN), bien que connu depuis longtemps. Contrairement à Si, GaAs, et beaucoup d'autres sont semi-conducteurs composés semi-conducteurs direct afin que les applications optiques de ces systèmes sont très fréquentes. Les semi-conducteurs les plus courants III-V sont compilées avec leur réseau respectif constante, manque d'énergie, et la structure en treillis.

Semi-conducteurs binaires

Il est également possible de former des semi-conducteurs à partir d'éléments d'autres groupes que IV, en les associant de façon à ce que chaque atome ait en moyen 4 électrons de valence, comme dans les cas des éléments du groupe IV. Les plus simples de ces composés sont les composés binaires, constitués de deux types d'atomes, les uns ayant moins de 4 électrons de valence, les autres en ayant plus.

Les semi-conducteurs binaires les plus courants sont les semi-conducteurs III-V, constitués d'éléments du groupe III (aluminium, gallium, indium, ...) et d'éléments du groupe V (azote, phosphore, arsenic, antimoine, ...). On compte par exemple dans cette famille l'arséniure de gallium (GaAs), le phosphure d'indium, l'arséniure d'indium (InAs) ou encore l'arséniure d'aluminium. Il existe également les semi-conducteurs II-VI, associant un élément du groupe II (cadmium, zinc) et un du groupe VI (oxygène soufre, tellure, sélénium)25 mai 2011 à 17:44 (CEST)25 mai 2011 à 17:44 (CEST). On compte parmi eux notamment le tellurure de cadmium (CdTe).

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