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Concept
Arséniure de gallium
Résumé
L'arséniure de gallium est un composé chimique de formule brute GaAs appartenant à la famille des semiconducteurs -. C'est un matériau semi-conducteur à gap direct présentant une structure cristalline cubique de type sphalérite (blende).
Il est utilisé notamment pour réaliser des composants micro-ondes, des circuits intégrés monolithiques hyperfréquences, des composants opto-électroniques, des diodes électroluminescentes dans l'infrarouge, des diodes laser, des cellules photovoltaïques et des fenêtres optiques. Le GaAs est dit « - » car le gallium et l’arsenic se trouvent respectivement dans le groupe 13 et le groupe 15 du tableau périodique, appelés jadis colonne B et colonne B, et donc trois et cinq électrons de valence.
L'arséniure de gallium est couramment utilisé comme substrat pour la croissance épitaxiale d'autres - tels que l'arséniure d'indium-gallium et l'arséniure d'aluminium-gallium .
L'arséniure de gallium présente une structure cristalline de type blende, l'une des formes cristallines du sulfure de zinc ZnS. Si l'on considère que les atomes de gallium occupent les nœuds d'un réseau cubique à faces centrées (CFC), les atomes d'arsenic occupent quatre des huit sites tétraédriques de cette maille — et réciproquement.
L'arséniure de gallium peut être préparé directement par réaction directe entre l'arsenic et le gallium purs, principe utilisé dans de nombreux procédés industriels :
le procédé dit Vertical Gradient Freeze (VGF) assure la production de l'essentiel des wafers d'arséniure de gallium ;
le procédé de Bridgman-Stockbarger, dans lequel des vapeurs de gallium et d'arsenic réagissent et se déposent sur un germe cristallin dans la partie la plus froide d'un four horizontal ;
la méthode LEC (Liquid Encapsulated Czochralski) utilisée pour produire des monocristaux à haute pureté qui présentent des caractéristiques semi-isolantes.
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Cellule photovoltaïque
Une cellule photovoltaïque, ou cellule solaire, est un composant électronique qui, exposé à la lumière, produit de l’électricité grâce à l’effet photovoltaïque. La puissance électrique obtenue est proportionnelle à la puissance lumineuse incidente et elle dépend du rendement de la cellule. Celle-ci délivre une tension continue et un courant la traverse dès qu'elle est connectée à une charge électrique (en général un onduleur, parfois une simple batterie électrique).
Bande interdite
redresse=.9|vignette|Bandes d'un semiconducteur. La bande interdite d'un matériau, ou gap, est l'intervalle, situé entre la bande de valence et la bande de conduction, dans lequel la densité d'états électroniques est nulle, de sorte qu'on n'y trouve pas de niveau d'énergie électronique. La largeur de bande interdite, ou band gap en anglais, est une caractéristique fondamentale des matériaux semiconducteurs ; souvent notée , elle est généralement exprimée en électronvolts (eV). Fichier:Band filling diagram.
Arséniure de gallium
L'arséniure de gallium est un composé chimique de formule brute GaAs appartenant à la famille des semiconducteurs -. C'est un matériau semi-conducteur à gap direct présentant une structure cristalline cubique de type sphalérite (blende). Il est utilisé notamment pour réaliser des composants micro-ondes, des circuits intégrés monolithiques hyperfréquences, des composants opto-électroniques, des diodes électroluminescentes dans l'infrarouge, des diodes laser, des cellules photovoltaïques et des fenêtres optiques.