GaAs materiāla analīze
1. Kombinēto pusvadītāju materiālu izpēte ir izsekojama līdz pagājušā gadsimta sākumam. Agrākie ziņotie materiāli, ko pētīja Thiel et al. 1952. gadā vācu zinātnieks Welker pirmo reizi pētīja III-V savienojumus kā jaunu pusvadītāju ģimeni un norādīja, ka tiem ir augstākas īpašības, kas nav elementāros pusvadītāju materiālos, piemēram, Ge un Si. Pēdējo piecdesmit gadu laikā ir panākts liels progress kombinēto pusvadītāju materiālu izpētei, un to plaši izmanto arī mikroelektronikas un optoelektronikas jomā.
Gallija arsenīda (GaAs) materiāli šobrīd ir visbiežāk izmantotie un līdz ar to vissvarīgākie savienojumu pusvadītāju materiāli un vissvarīgākie pusvadītāju materiāli pēc silīcija. Pateicoties izcilajai veiktspējai un joslas struktūrai, GaAs materiāliem ir liels potenciāls mikroviļņu ierīcēs un gaismas emisijas ierīcēs. Patlaban gallija arsēna materiālu progresīvā ražošanas tehnoloģija joprojām ir lielo starptautisko uzņēmumu, piemēram, Japānas, Vācijas un ASV rokās. Salīdzinot ar ārvalstu uzņēmumiem, vietējiem uzņēmumiem joprojām ir liela atšķirība gallija arsēna materiālu ražošanas tehnoloģijā.
2. Gallija arsenīda materiālu īpašības un izmantošana
Gallija arsenīds ir tipiska tiešās pārejas tipa enerģijas joslas struktūra. Vadības joslas minimālā vērtība un valences joslas maksimālā vērtība atrodas Brillouin zonas centrā, tas ir, k = 0, kas padara to par augstu elektrooptiskās konversijas efektivitāti. Lielisks materiāls fotogalvanisko ierīču sagatavošanai.
Pie 300K, aizliegts joslas platums GaAs materiāls ir 1,42V, kas ir daudz lielāks nekā 0,67V germānija un 1,12V silīcija. Tāpēc gallija arsenīda ierīces var strādāt augstākā temperatūrā un izturēt lielo jaudu.
Salīdzinot ar tradicionālajiem silīcija pusvadītāju materiāliem, gallija arsenīda (GaAs) materiāliem piemīt augsta elektronu mobilitāte, liels aizliegts joslas platums, tiešā josla plaisa, zems enerģijas patēriņš, un elektronu mobilitāte ir aptuveni 5,7 reizes lielāka par silīcija materiāliem. Tāpēc to plaši izmanto IC ierīču ražošanā augstfrekvences un bezvadu sakaros. Augstas frekvences, ātrgaitas, radiācijas izturīgas augstas temperatūras ierīces parasti izmanto bezvadu sakaru, optiskās šķiedras sakaru, mobilo sakaru, GPS globālās navigācijas un tamlīdzīgās jomās. Papildus nejaušai pielietojumam IC produktos, GaAs materiālus var pievienot arī citiem elementiem, lai mainītu joslu struktūru, lai radītu fotoelektrisku efektu, izgatavotu pusvadītāju gaismu izstarojošas ierīces un izgatavotu gallija arsenīda saules baterijas.