Lista de materiales semiconductores

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Los materiales semiconductores son aislantes de banda prohibida nominalmente pequeños . La propiedad definitoria de un material semiconductor es que puede doparse con impurezas que alteran sus propiedades electrónicas de forma controlable. ^[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 de acuerdo con los grupos de la tabla periódica de sus átomos constituyentes .

Los diferentes materiales semiconductores difieren en sus propiedades. Por tanto, en comparación con el silicio , los semiconductores compuestos tienen ventajas y desventajas. Por ejemplo, el arseniuro de galio (GaAs) tiene una movilidad de electrones seis veces mayor que el silicio, lo que permite un funcionamiento más rápido; un intervalo de banda más amplio , que permite el funcionamiento de dispositivos de potencia a temperaturas más altas y proporciona un menor ruido térmico a los dispositivos de baja potencia a temperatura ambiente; su banda prohibida directa le da propiedades optoelectrónicas más favorables que la banda prohibida indirectade silicio; se puede alear en composiciones ternarias y cuaternarias, con ancho de banda prohibida ajustable, lo que permite la emisión de luz en longitudes de onda elegidas, lo que hace posible la adaptación a las longitudes de onda transmitidas de manera más eficiente a través de fibras ópticas. El GaAs también se puede cultivar en una forma semiaislante, que es adecuada como sustrato aislante de combinación de celosía para dispositivos de GaAs. Por el contrario, el silicio es robusto, barato y fácil de procesar, mientras que el GaAs es frágil y caro, y las capas de aislamiento no se pueden crear simplemente haciendo crecer una capa de óxido; Por lo tanto, el GaAs se usa solo cuando el silicio no es suficiente. ^[2]

Mediante la aleación de múltiples compuestos, algunos materiales semiconductores se pueden sintonizar, por ejemplo, en banda prohibida o constante de celosía . 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 de banda prohibida directa e indirecta, existe una proporción en la que prevalece la banda prohibida indirecta, lo que limita el rango utilizable para optoelectrónica; por ejemplo, LED AlGaAsestán limitados a 660 nm por esto. Las constantes reticulares de los compuestos también tienden a ser diferentes, y el desajuste reticular contra el sustrato, que depende de la proporción de mezcla, provoca defectos en cantidades que dependen de la magnitud del desajuste; esto influye en la relación 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 celosía, lo que permite aumentar la eficiencia radiante en un rango más amplio de longitudes de onda; por ejemplo, AlGaInP se utiliza para LED. Los materiales transparentes a la longitud de onda de luz generada son ventajosos, ya que esto permite una extracción más eficiente de fotones de la mayor parte del material. Es decir, en tales 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]

Tipos de materiales semiconductores

• Semiconductores elementales del grupo IV , (C, Si, Ge, Sn)
• Semiconductores compuestos del grupo IV
• Semiconductores elementales del grupo VI , (S, Se, Te)
• III - V semiconductores: Cristalizadores con alto grado de estequiometría, la mayoría se pueden obtener como tanto de tipo n y de tipo p . Muchos tienen una alta movilidad de portadores y brechas de energía directa, lo que los hace útiles para la optoelectrónica. (Ver también: Plantilla: compuestos III-V .)
• Semiconductores II - VI : generalmente de tipo p, excepto ZnTe y ZnO que es de tipo n
• I - VII semiconductores
• IV - VI semiconductores
• V - VI semiconductores
• II - V semiconductores
• Semiconductores I-III-VI 2
• Óxidos
• Semiconductores en capas
• Semiconductores magnéticos
• Semiconductores orgánicos
• Complejos de transferencia de carga
• Otros

Semiconductores compuestos

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Un semiconductor compuesto es un compuesto semiconductor compuesto por elementos químicos de al menos dos especies diferentes. Estos semiconductores se forman típicamente en los grupos de la tabla periódica 13-15 (antiguos grupos III-V), por ejemplo, de elementos del grupo Boro (antiguo grupo III, boro , aluminio , galio , indio ) y del grupo 15 (antiguo grupo V, nitrógeno , fósforo , arsénico , antimonio , bismuto). La gama de fórmulas posibles es bastante amplia porque estos elementos pueden formar binarios (dos elementos, por ejemplo, arseniuro de galio (III) (GaAs)), ternarios (tres elementos, por ejemplo, arseniuro de galio indio (InGaAs)) y cuaternarios (cuatro elementos, por ejemplo, aluminio aleaciones de fosfuro de galio e indio (AlInGaP)).

Fabricación

La epitaxia en fase vapor metalorgánica (MOVPE) es la tecnología de deposición más popular para la formación de películas delgadas semiconductoras compuestas para dispositivos. ^{[ cita requerida ]} Utiliza metalorgánicos ultrapuros y / o hidruros como materiales de fuente precursores en un gas ambiental como el hidrógeno .

Otras técnicas de elección incluyen:

• Epitaxia de haz molecular (MBE)
• Epitaxia en fase vapor de hidruro (HVPE)
• Epitaxia en fase líquida (LPE)
• Epitaxia de haz molecular metalorgánico (MOMBE)
• Deposición de capa atómica (ALD)

Tabla de materiales semiconductores

Grupo	Elem.	Material	Fórmula	Band gap ( eV )	Tipo de brecha	Descripción
IV	1	Diamante	C	5.47 [4] [5]	indirecto	Excelente conductividad térmica. Propiedades ópticas y mecánicas superiores. Factor de calidad del resonador nanomecánico extremadamente alto . [6]
IV	1	Silicio	Si	1.12 [4] [5]	indirecto	Se utiliza en células solares de silicio cristalino (c-Si) convencionales , y en su forma amorfa como silicio amorfo (a-Si) en células solares de película fina . Material semiconductor más común en energía fotovoltaica ; domina el mercado fotovoltaico mundial; fácil de fabricar; Buenas propiedades eléctricas y mecánicas. Forma óxido térmico de alta calidad para fines de aislamiento. Material más común utilizado en la fabricación de circuitos integrados .
IV	1	Germanio	Ge	0,67 [4] [5]	indirecto	Se utiliza en los primeros diodos de detección de radar y en los primeros transistores; requiere menor pureza que el silicio. Sustrato para células fotovoltaicas multifunción de alta eficiencia . Constante de celosía muy similar al arseniuro de galio . Cristales de alta pureza utilizados para espectroscopía gamma . Pueden crecer bigotes , lo que perjudica la confiabilidad de algunos dispositivos.
IV	1	Estaño gris , α -Sn	Sn	0,00, [7] 0,08 [8]	indirecto	Alótropo de baja temperatura (celosía cúbica de diamante).
IV	2	Carburo de silicio , 3C-SiC	Sic	2.3 [4]	indirecto	utilizado para los primeros LED amarillos
IV	2	Carburo de silicio , 4H-SiC	Sic	3.3 [4]	indirecto
IV	2	Carburo de silicio , 6H-SiC	Sic	3,0 [4]	indirecto	utilizado para los primeros LED azules
VI	1	Azufre , α -S	S 8	2.6 [9]
VI	1	Selenio gris	Se	1,74	indirecto	Utilizado en rectificadores de selenio .
VI	1	Selenio rojo	Se	2,05	indirecto	[10]
VI	1	Telurio	Te	0,33
III-V	2	Nitruro de boro , cúbico	BN	6.36 [11]	indirecto	potencialmente útil para LED ultravioleta
III-V	2	Nitruro de boro , hexagonal	BN	5.96 [11]	cuasi-directo	potencialmente útil para LED ultravioleta
III-V	2	Nanotubo de nitruro de boro	BN	~ 5.5
III-V	2	Fosfuro de boro	BP	2	indirecto
III-V	2	Arseniuro de boro	BA	1,14	[12] directo	Resistente al daño por radiación , posibles aplicaciones en betavoltaica .
III-V	2	Arseniuro de boro	B 12 como 2	3,47	indirecto	Resistente al daño por radiación , posibles aplicaciones en betavoltaica .
III-V	2	Nitruro de aluminio	AlN	6.28 [4]	directo	Piezoeléctrico. No se utiliza solo como semiconductor; AlN-close GaAlN posiblemente utilizable para LED ultravioleta. Se logró una emisión ineficaz a 210 nm en AlN.
III-V	2	Fosfuro de aluminio	Montaña	2,45 [5]	indirecto
III-V	2	Arseniuro de aluminio	Pobre de mí	2.16 [5]	indirecto
III-V	2	Antimonuro de aluminio	AlSb	1,6 / 2,2 [5]	indirecto / directo
III-V	2	Nitruro de galio	GaN	3,44 [4] [5]	directo	problemático ser dopado al tipo p, el dopaje p con Mg y el recocido permitieron primeros LED azules de alta eficiencia [3] y láseres azules . Muy sensible a las descargas electrostáticas. Insensible a las radiaciones ionizantes, adecuado para paneles solares de naves espaciales. Los transistores de GaN pueden operar a voltajes más altos y temperaturas más altas que los GaAs, utilizados en amplificadores de potencia de microondas. Cuando se dopa, por ejemplo, con manganeso, se convierte en un semiconductor magnético .
III-V	2	Fosfuro de galio	Brecha	2.26 [4] [5]	indirecto	Se utiliza en los primeros LED rojo / naranja / verde baratos de brillo bajo a medio. Se utiliza de forma independiente o con GaAsP. Transparente para luz amarilla y roja, utilizado como sustrato para LED rojo / amarillo GaAsP. Dopado con S o Te para el tipo n, con Zn para el tipo p. Pure GaP emite verde, GaP dopado con nitrógeno emite verde amarillo, GaP dopado con ZnO emite rojo.
III-V	2	Arseniuro de galio	GaAs	1,43 [4] [5]	directo	segundo más común en uso después del silicio, comúnmente utilizado como sustrato para otros semiconductores III-V, por ejemplo, InGaAs y GaInNAs. Frágil. Movilidad de orificio más baja que Si, los transistores CMOS de tipo P son inviables. Alta densidad de impurezas, difícil de fabricar estructuras pequeñas. Se utiliza para LED de infrarrojos cercanos, electrónica rápida y células solares de alta eficiencia . Constante de celosía muy similar al germanio , se puede cultivar en sustratos de germanio.
III-V	2	Antimonuro de galio	GaSb	0,726 [4] [5]	directo	Se utiliza para detectores de infrarrojos y LED y termofotovoltaicos . Dopado n con Te, p con Zn.
III-V	2	Nitruro de indio	Posada	0,7 [4]	directo	Posible uso en células solares, pero el dopaje tipo p es difícil. Usado frecuentemente como aleaciones.
III-V	2	Fosfuro de indio	En p	1,35 [4]	directo	Se utiliza comúnmente como sustrato para InGaAs epitaxiales. Velocidad de electrones superior, utilizada en aplicaciones de alta potencia y alta frecuencia. Utilizado en optoelectrónica.
III-V	2	Arseniuro de indio	InAs	0,36 [4]	directo	Se utiliza para detectores de infrarrojos de 1 a 3,8 µm, refrigerados o no refrigerados. Alta movilidad de electrones. Los puntos InAs en la matriz InGaAs pueden servir como puntos cuánticos. Los puntos cuánticos pueden formarse a partir de una monocapa de InAs sobre InP o GaAs. Fuerte emisor de foto-Dember , utilizado como fuente de radiación de terahercios .
III-V	2	Antimonuro de indio	InSb	0,17 [4]	directo	Utilizado en detectores de infrarrojos y sensores de imágenes térmicas, alta eficiencia cuántica, baja estabilidad, requiere refrigeración, utilizado en sistemas militares de imágenes térmicas de largo alcance. Estructura AlInSb-InSb-AlInSb utilizada como pozo cuántico . Muy alta movilidad de electrones , velocidad de electrones y longitud balística . Los transistores pueden funcionar por debajo de 0,5 V y por encima de 200 GHz. Las frecuencias de terahercios pueden alcanzarse.
II-VI	2	Seleniuro de cadmio	CdSe	1,74 [5]	directo	Nanopartículas utilizadas como puntos cuánticos . Intrínseco de tipo n, difícil de dopar de tipo p, pero puede doparse de tipo p con nitrógeno. Posible uso en optoelectrónica. Probado para células solares de alta eficiencia.
II-VI	2	Sulfuro de cadmio	CdS	2,42 [5]	directo	Utilizado en fotorresistores y células solares; CdS / Cu 2 S fue la primera célula solar eficiente. Utilizado en células solares con CdTe. Común como puntos cuánticos . Los cristales pueden actuar como láseres de estado sólido. Electroluminiscente. Cuando está dopado, puede actuar como fósforo .
II-VI	2	Telururo de cadmio	CdTe	1,49 [5]	directo	Utilizado en células solares con CdS. Se utiliza en células solares de película delgada y otros fotovoltaicos de telururo de cadmio ; menos eficiente que el silicio cristalino pero más barato. Alto efecto electroóptico , utilizado en moduladores electroópticos . Fluorescente a 790 nm. Nanopartículas utilizables como puntos cuánticos.
II-VI, óxido	2	Óxido de zinc	ZnO	3.37 [5]	directo	Fotocatalítico. La banda prohibida se puede ajustar de 3 a 4 eV mediante aleación con óxido de magnesio y óxido de cadmio . El dopaje intrínseco tipo n, tipo p es difícil. El dopaje pesado de aluminio, indio o galio produce revestimientos conductores transparentes; ZnO: Al se utiliza como revestimientos de ventanas transparentes en visible y reflectante en la región infrarroja y como películas conductoras en pantallas LCD y paneles solares como reemplazo del óxido de indio y estaño . Resistente al daño por radiación. Posible uso en LED y diodos láser. Posible uso en láseres aleatorios .
II-VI	2	Seleniuro de zinc	ZnSe	2.7 [5]	directo	Se utiliza para láseres y LED azules. Fácil dopaje tipo n, el dopaje tipo p es difícil pero se puede realizar, por ejemplo, con nitrógeno. Material óptico común en óptica infrarroja.
II-VI	2	Sulfuro de zinc	ZnS	3,54 / 3,91 [5]	directo	Band gap 3,54 eV (cúbico), 3,91 (hexagonal). Puede doparse tanto de tipo n como de tipo p. Centelleador / fósforo común cuando está dopado adecuadamente.
II-VI	2	Telururo de zinc	ZnTe	2,25 [5]	directo	Puede cultivarse en AlSb, GaSb, InAs y PbSe. Se utiliza en células solares, componentes de generadores de microondas, LED azules y láseres. Utilizado en electroóptica. Junto con el niobato de litio se utiliza para generar radiación de terahercios .
I-VII	2	Cloruro cuproso	CuCl	3.4 [13]	directo
I-VI	2	Sulfuro de cobre	Cu 2 S	1.2	indirecto	tipo p, Cu 2 S / CdS fue la primera célula solar de película delgada eficiente
IV-VI	2	Seleniuro de plomo	PbSe	0,27	directo	Se utiliza en detectores de infrarrojos para imágenes térmicas. Nanocristales utilizables como puntos cuánticos. Buen material termoeléctrico de alta temperatura.
IV-VI	2	Sulfuro de plomo (II)	PbS	0,37		Galena mineral , primer semiconductor en uso práctico, utilizado en detectores de bigotes de gato ; los detectores son lentos debido a la alta constante dieléctrica de PbS. Material más antiguo utilizado en detectores de infrarrojos. A temperatura ambiente puede detectar SWIR, las longitudes de onda más largas requieren enfriamiento.
IV-VI	2	Telururo de plomo	PbTe	0,32		Baja conductividad térmica, buen material termoeléctrico a temperatura elevada para generadores termoeléctricos.
IV-VI	2	Sulfuro de estaño (II)	SnS	1.3 / 1.0 [14]	directo indirecto	Estaño sulfuro (SNS) es un semiconductor con brecha directa óptica de banda de 1,3 eV y coeficiente de absorción por encima de 10 4 cm -1 para energías de fotones por encima de 1,3 eV. Es un semiconductor de tipo p cuyas propiedades eléctricas se pueden adaptar mediante dopaje y modificación estructural y se ha convertido en uno de los materiales simples, no tóxicos y asequibles para las células solares de película delgada desde hace una década.
IV-VI	2	Sulfuro de estaño (IV)	SnS 2	2.2		El SnS 2 se usa ampliamente en aplicaciones de detección de gases.
IV-VI	2	Telururo de estaño	SnTe	0,18		Estructura de banda compleja.
IV-VI	3	Telururo de plomo y estaño	Pb 1 − x Sn x Te	0-0,29		Se utiliza en detectores de infrarrojos y para imágenes térmicas.
IV-VI	3	Telururo de talio y estaño	Tl 2 SnTe 5
IV-VI	3	Telururo de talio y germanio	Tl 2 GeTe 5
V-VI, en capas	2	Telururo de bismuto	Bi 2 Te 3			Material termoeléctrico eficiente cerca de la temperatura ambiente cuando se alea con selenio o antimonio. Semiconductor de capas estrechas. Alta conductividad eléctrica, baja conductividad térmica. Aislante topológico.
II-V	2	Fosfuro de cadmio	Cd 3 P 2	0,5 [15]
II-V	2	Arseniuro de cadmio	Cd 3 como 2	0		Semiconductor intrínseco tipo N. Movilidad de electrones muy alta. Se utiliza en detectores de infrarrojos, fotodetectores, sensores de presión dinámicos de película delgada y magnetorresistores . Mediciones recientes sugieren que 3D Cd 3 As 2 es en realidad un semimetal de Dirac sin banda prohibida en el que los electrones se comportan de manera relativista como en el grafeno . [dieciséis]
II-V	2	Antimonuro de cadmio	Cd 3 Sb 2
II-V	2	Fosfuro de zinc	Zn 3 P 2	1,5 [17]	directo	Por lo general, tipo p.
II-V	2	Difosfuro de zinc	ZnP 2	2.1 [18]
II-V	2	Arseniuro de zinc	Zn 3 como 2	1.0 [19]		Los bandgaps directos e indirectos más bajos están dentro de los 30 meV o entre sí. [19]
II-V	2	Antimonuro de zinc	Zn 3 Sb 2			Se utiliza en detectores de infrarrojos y cámaras termográficas, transistores y magnetorresistores.
Óxido	2	Dióxido de titanio , anatasa	TiO 2	3,20 [20]	indirecto	fotocatalítico, tipo n
Óxido	2	Dióxido de titanio , rutilo	TiO 2	3,0 [20]	directo	fotocatalítico, tipo n
Óxido	2	Dióxido de titanio , brookita	TiO 2	3.26 [20]		[21]
Óxido	2	Óxido de cobre (I)	Cu 2 O	2.17 [22]		Uno de los semiconductores más estudiados. Muchas aplicaciones y efectos se demostraron por primera vez con él. Anteriormente utilizado en diodos rectificadores, antes del silicio.
Óxido	2	Óxido de cobre (II)	CuO	1.2		Semiconductor tipo N. [23]
Óxido	2	Dióxido de uranio	UO 2	1.3		Alto coeficiente de Seebeck , resistente a altas temperaturas, prometedoras aplicaciones termoeléctricas y termofotovoltaicas . Anteriormente utilizado en resistencias URDOX, conduciendo a alta temperatura. Resistente al daño por radiación .
Óxido	2	Trióxido de uranio	UO 3
Óxido	2	Trióxido de bismuto	Bi 2 O 3			Conductor iónico, aplicaciones en pilas de combustible.
Óxido	2	Dióxido de estaño	SnO 2	3,7		Semiconductor tipo n deficiente en oxígeno. Utilizado en sensores de gas.
Óxido	3	Titanato de bario	BaTiO 3	3		Ferroeléctrico , piezoeléctrico . Se utiliza en algunas cámaras termográficas no refrigeradas. Utilizado en óptica no lineal .
Óxido	3	Titanato de estroncio	SrTiO 3	3.3		Ferroeléctrico , piezoeléctrico . Utilizado en varistores . Conductivo cuando está dopado con niobio .
Óxido	3	Niobato de litio	LiNbO 3	4		Ferroeléctrico, piezoeléctrico, muestra efecto Pockels . Amplios usos en electroóptica y fotónica.
Óxido	3	Óxido de cobre de lantano	La 2 CuO 4	2		superconductor cuando está dopado con bario o estroncio
V-VI	2	Óxido de vanadio (IV) monoclínico	VO 2	0,7 [24]	óptico	estable por debajo de 67 ° C
En capas	2	Yoduro de plomo (II)	PbI 2
En capas	2	Disulfuro de molibdeno	MoS 2	1,23 eV (2H) [25]	indirecto
En capas	2	Seleniuro de galio	GaSe	2.1	indirecto	Fotoconductor. Usos en óptica no lineal.
En capas	2	Sulfuro de estaño	SnS	> 1,5 eV	directo
En capas	2	Sulfuro de bismuto	Bi 2 S 3
Magnético, diluido (DMS) [26]	3	Arseniuro de galio y manganeso	GaMnAs
Magnético, diluido (DMS)	3	Arseniuro de indio y manganeso	InMnAs
Magnético, diluido (DMS)	3	Telururo de cadmio manganeso	CdMnTe
Magnético, diluido (DMS)	3	Telururo de plomo y manganeso	PbMnTe
Magnético	4	Manganato de calcio lantano	La 0,7 Ca 0,3 MnO 3			magnetorresistencia colosal
Magnético	2	Óxido de hierro (II)	FeO			antiferromagnético
Magnético	2	Óxido de níquel (II)	NiO	3.6–4.0	directo [27] [28]	antiferromagnético
Magnético	2	Óxido de europio (II)	EuO			ferromagnético
Magnético	2	Sulfuro de europio (II)	EuS			ferromagnético
Magnético	2	Bromuro de cromo (III)	CrBr 3
otro	3	Seleniuro de cobre e indio , CIS	CuInSe 2	1	directo
otro	3	Sulfuro de galio y plata	AgGaS 2			propiedades ópticas no lineales
otro	3	Fosfuro de zinc y silicio	ZnSiP 2
otro	2	Orpimento de trisulfuro de arsénico	Como 2 S 3	2,7 [29]	directo	semiconductor en estado cristalino y vítreo
otro	2	Realgar de sulfuro de arsénico	Como 4 S 4			semiconductor en estado cristalino y vítreo
otro	2	Siliciuro de platino	PtSi			Se utiliza en detectores de infrarrojos de 1 a 5 µm. Utilizado en astronomía infrarroja. Alta estabilidad, baja deriva, utilizada para mediciones. Baja eficiencia cuántica.
otro	2	Yoduro de bismuto (III)	BiI 3
otro	2	Yoduro de mercurio (II)	HgI 2			Se utiliza en algunos detectores de rayos gamma y rayos X y sistemas de imágenes que funcionan a temperatura ambiente.
otro	2	Bromuro de talio (I)	TlBr	2,68 [30]		Se utiliza en algunos detectores de rayos gamma y rayos X y sistemas de imágenes que funcionan a temperatura ambiente. Se utiliza como sensor de imágenes de rayos X en tiempo real.
otro	2	Sulfuro de plata	Ag 2 S	0,9 [31]
otro	2	Disulfuro de hierro	FeS 2	0,95		Pirita mineral . Utilizado en detectores de bigotes de gato posteriores , investigado para células solares .
otro	4	Sulfuro de cobre, zinc y estaño , CZTS	Cu 2 ZnSnS 4	1,49	directo	El Cu 2 ZnSnS 4 se deriva de CIGS, reemplazando el Indio / Galio con Zinc / Estaño abundante en la tierra.
otro	4	Sulfuro de cobre, zinc y antimonio , CZAS	Cu 1,18 Zn 0,40 Sb 1,90 S 7,2	2.2 [32]	directo	El sulfuro de cobre, zinc y antimonio se deriva del sulfuro de cobre y antimonio (CAS), una clase de compuesto de famatinita.
otro	3	Sulfuro de cobre y estaño , CTS	Cu 2 SnS 3	0,91	directo	Cu 2 SnS 3 es un semiconductor de tipo p y se puede utilizar en aplicaciones de células solares de película delgada.

Tabla de sistemas de aleación de semiconductores

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

Grupo	Elem.	Clase de material	Fórmula	Band gap ( eV ) más bajo	superior	Tipo de brecha	Descripción
IV-VI	3	Telururo de plomo y estaño	Pb 1 − x Sn x Te	0	0,29		Se utiliza en detectores de infrarrojos y para imágenes térmicas.
IV	2	Silicio-germanio	Si 1− x Ge x	0,67	1,11 [4]	indirecto	Band gap ajustable, permite la construcción de estructuras de heterounión . Ciertos espesores de superredes tienen banda prohibida directa. [33]
IV	2	Estaño de silicio	Si 1− x Sn x	1.0	1,11	indirecto	Espacio de banda ajustable. [34]
III-V	3	Arseniuro de galio y aluminio	Al x Ga 1− x Como	1,42	2.16 [4]	directo indirecto	banda prohibida directa para x <0,4 (correspondiente a 1,42-1,95 eV); se puede emparejar en celosía con el sustrato de GaAs en todo el rango de composición; tiende a oxidarse; n-dopaje con Si, Se, Te; p-dopaje con Zn, C, Be, Mg. [3] Puede utilizarse para diodos láser infrarrojos. Se utiliza como capa de barrera en dispositivos de GaAs para confinar electrones a GaAs (ver, por ejemplo, QWIP ). AlGaAs con una composición cercana a AlAs es casi transparente a la luz solar. Utilizado en células solares GaAs / AlGaAs.
III-V	3	Arseniuro de galio indio	En x Ga 1− x Como	0,36	1,43	directo	Material bien desarrollado. Puede combinarse en celosía con sustratos de InP. Uso en tecnología infrarroja y termofotovoltaica . El contenido de indio determina la densidad del portador de carga. Para x = 0.015, InGaAs encaja perfectamente en la red con germanio; se puede utilizar en células fotovoltaicas multifuncionales. Se utiliza en sensores infrarrojos, fotodiodos de avalancha, diodos láser, detectores de comunicación de fibra óptica y cámaras infrarrojas de longitud de onda corta.
III-V	3	Fosfuro de galio indio	En x Ga 1− x P	1,35	2,26	directo indirecto	utilizado para estructuras HEMT y HBT y células solares multifuncionales de alta eficiencia para , por ejemplo, satélites. Ga 0.5 In 0.5 P está casi emparejado en celosía con GaAs, con AlGaIn usado para pozos cuánticos para láseres rojos.
III-V	3	Arseniuro de aluminio e indio	Al x In 1− x Como	0,36	2.16	directo indirecto	Capa amortiguadora en transistores HEMT metamórficos , ajustando la constante de celosía entre el sustrato GaAs y el canal GaInAs. Pueden formar heteroestructuras en capas que actúan como pozos cuánticos, por ejemplo, en láseres de cascada cuántica .
III-V	3	Antimonuro de aluminio e indio	Al x In 1− x Sb
III-V	3	Nitruro de arseniuro de galio	GaAsN
III-V	3	Fosfuro de arseniuro de galio	GaAsP	1,43	2,26	directo indirecto	Utilizado en LED rojos, naranjas y amarillos. A menudo se cultiva en GaP. Puede doparse con nitrógeno.
III-V	3	Antimonuro de arseniuro de galio	GaAsSb	0,7	1,42 [4]	directo
III-V	3	Nitruro de galio y aluminio	AlGaN	3,44	6.28	directo	Utilizado en láser azul diodos , el LED ultravioleta (abajo a 250 nm), y AlGaN / GaN HEMT . Se puede cultivar en zafiro. Utilizado en heterouniones con AlN y GaN.
III-V	3	Fosfuro de galio y aluminio	AlGaP	2,26	2,45	indirecto	Utilizado en algunos LED verdes.
III-V	3	Nitruro de galio indio	InGaN	2	3.4	directo	En x Ga 1 – x N, x normalmente entre 0,02 y 0,3 (0,02 para UV cercano, 0,1 para 390 nm, 0,2 para 420 nm, 0,3 para 440 nm). Puede cultivarse epitaxialmente en zafiro, obleas de SiC o silicio. Utilizados en LED azules y verdes modernos, los pozos cuánticos de InGaN son emisores efectivos desde el verde al ultravioleta. Insensible a los daños por radiación, posible uso en células solares de satélite. Insensible a los defectos, tolerante al daño por desajuste de la celosía. Gran capacidad calorífica.
III-V	3	Antimonuro de arseniuro de indio	InAsSb
III-V	3	Antimonuro de galio indio	InGaSb
III-V	4	Fosfuro de aluminio, galio e indio	AlGaInP			directo indirecto	también InAlGaP, InGaAlP, AlInGaP; para el emparejamiento de celosía con sustratos de GaAs, la fracción molar de In se fija en aproximadamente 0,48, la relación Al / Ga se ajusta para lograr espacios de banda entre aproximadamente 1,9 y 2,35 eV; intervalos de banda directos o indirectos en función de las relaciones Al / Ga / In; utilizado para longitudes de onda entre 560 y 650 nm; tiende a formar fases ordenadas durante la deposición, lo que debe evitarse [3]
III-V	4	Fosfuro de arseniuro de galio y aluminio	AlGaAsP
III-V	4	Fosfuro de arseniuro de galio indio	InGaAsP
III-V	4	Antimonuro de arseniuro de galio indio	InGaAsSb				Uso en termofotovoltaicos .
III-V	4	Fosfuro de antimonuro de arseniuro de indio	InAsSbP				Uso en termofotovoltaicos .
III-V	4	Fosfuro de arseniuro de aluminio e indio	AlInAsP
III-V	4	Nitruro de arseniuro de galio y aluminio	AlGaAsN
III-V	4	Nitruro de arseniuro de galio indio	InGaAsN
III-V	4	Nitruro de arseniuro de indio y aluminio	InAlAsN
III-V	4	Nitruro de antimonuro de arseniuro de galio	GaAsSbN
III-V	5	Antimonuro de arseniuro de nitruro de indio y galio	GaInNAsSb
III-V	5	Fosfuro de antimonuro de arseniuro de galio indio	GaInAsSbP				Puede cultivarse en InAs, GaSb y otros sustratos. Puede combinarse con celosía variando la composición. Posiblemente utilizable para LED de infrarrojos medios.
II-VI	3	Telururo de cadmio y zinc , CZT	CdZnTe	1.4	2.2	directo	Detector de rayos X y rayos gamma de estado sólido eficiente que puede funcionar a temperatura ambiente. Alto coeficiente electroóptico . Utilizado en células solares. Puede usarse para generar y detectar radiación de terahercios. Puede utilizarse como sustrato para el crecimiento epitaxial de HgCdTe.
II-VI	3	Telururo de mercurio y cadmio	HgCdTe	0	1,5		Conocido como "MerCad". Uso extensivo en sensores de imágenes infrarrojos fríos sensibles , astronomía infrarroja y detectores infrarrojos. Aleación de telururo de mercurio (un semimetal , banda prohibida cero) y CdTe. Alta movilidad de electrones. El único material común capaz de operar en ventanas atmosféricas de 3 a 5 µm y de 12 a 15 µm . Se puede cultivar en CdZnTe.
II-VI	3	Telururo de mercurio y zinc	HgZnTe	0	2,25		Se utiliza en detectores de infrarrojos, sensores de imágenes infrarrojas y astronomía infrarroja. Mejores propiedades mecánicas y térmicas que el HgCdTe pero más difícil de controlar la composición. Más difícil de formar heteroestructuras complejas.
II-VI	3	Seleniuro de mercurio y zinc	HgZnSe
II-V	4	Arseniuro de fosfuro de cadmio y zinc	(Zn 1 − x Cd x ) 3 (P 1 − y As y ) 2 [35]	0 [16]	1,5 [36]		Varias aplicaciones en optoelectrónica (incluida la fotovoltaica), electrónica y termoeléctrica . [37]
otro	4	Seleniuro de cobre, indio, galio , CIGS	Cu (In, Ga) Se 2	1	1,7	directo	CuIn x Ga 1 – x Se 2 . Policristalino. Utilizado en células solares de película fina .

Ver también

• Heterounión
• Semiconductores orgánicos
• Técnicas de caracterización de semiconductores

Referencias

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