Liste de matériaux semi-conducteurs

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Cet article recense des matériaux semi-conducteurs.

Généralités[modifier | modifier le code]

Les matériaux semi-conducteurs sont des isolants au zéro absolu qui conduisent l'électricité de façon limitée à température ambiante. Parmi leurs caractéristiques principales, ils peuvent être dopés grâce à des impuretés pour altérer leurs propriétés électriques.

Les semi-conducteurs sont 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. Il existe également des semi-conducteurs composites, binaires, ternaires, quaternaires, voire quinaires, respectivement constitués de deux, trois, quatre ou cinq espèces chimiques différentes. Ces éléments peuvent être du groupe IV, comme dans le cas carbure de silicium, mais il est plus courant qu'il s'agisse d'éléments d'autres groupes, les plus courants étant les semi-conducteurs III-V, constitués d'éléments du groupe III (aluminium, gallium, indiumetc.) et d'éléments du groupe V (azote, phosphore, arsenic, antimoineetc.).

Semi-conducteurs par groupe[modifier | modifier le code]

Groupe IV[modifier | modifier le code]

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 réalisée. 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).

Les semi-conducteurs suivants font partie des cristallogènes :

Groupe III-V[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Semi-conducteur III-V.

Un semi-conducteur III-V est un semi-conducteur composite fabriqué à partir d'un ou plusieurs éléments de la colonne III du tableau périodique des éléments (bore, aluminium, gallium, indiumetc.), et d'un ou plusieurs éléments de la colonne V ou pnictogènes (azote, phosphore, arsenic, antimoineetc.). Les semi-conducteurs III-V présentent un grand intérêt en raison de leur propriétés :

Ces matériaux sont principalement utilisés en microélectronique pour des circuits intégrés, dans les cellules photovoltaïques et dans les dispositifs optoélectroniques tels que les diodes électroluminescentes (DEL ou LED en anglais). L'AlN, le GaN et l'InN possèdent respectivement des énergies de bandes interdites de 6,2 eV[1], 3,4 eV[1] et ~0,7 eV[2].

Groupe II-VI[modifier | modifier le code]

Les semi-conducteurs suivants sont des alliages d'éléments appartenant au groupe 12 et aux chalcogènes :

Groupe I-VII[modifier | modifier le code]

Les semi-conducteurs suivants sont des alliages d'éléments appartenant au groupe 11 et aux halogènes :

Groupe IV-VI[modifier | modifier le code]

Les semi-conducteurs suivants sont des alliages d'éléments appartenant aux cristallogènes et aux chalcogènes :

Groupe V-VI[modifier | modifier le code]

Les semi-conducteurs suivants sont des alliages d'éléments appartenant aux pnictogènes et aux chalcogènes :

Groupe II-V[modifier | modifier le code]

Les semi-conducteurs suivants sont des alliages d'éléments appartenant au groupe 12 et aux pnictogènes :

Semi-conducteurs en couches[modifier | modifier le code]

Divers[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) K.S.A. Butcher et T.L. Tansley, Superlattices and Microstructures 38, 1 (2005).
  2. Languy Fabian, « mémoire de physique sur la haute conductivité de l'InN » (ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?).

Voir aussi[modifier | modifier le code]