10 Bentuk kristal Semikonduktor

Silikon

( struktur kristal Diamond Cubic )

Silikon berbentuk padat pada suhu ruangan, dengan titik lebur dan titik didih

masing-masing 1.400 dan 2.800 derajat celsius. Yang menarik, silikon

mempunyai massa jenis yang lebih besar ketika dalam bentuk cair dibanding dalam

bentuk padatannya. Tapi seperti kebanyakan substansi lainnya, silikon tidak akan

bercampur ketika dalam fase padatnya, tapi hanya meluas, sama seperti es yang

memiliki massa jenis lebih kecil daripada air. Karena mempunyai konduktivitas

thermal yang tinggi (149 W·m−1·K−1), silikon bersifat mengalirkan panas sehingga

tidak pernah dipakai untuk menginsulasi benda panas.

Dalam bentuk kristalnya, silikon murni berwarna abu-abu metalik.

Seperti germanium, silikon agak kuat tapi sangat rapuh dan mudah mengelupas.

Seperti karbon dan germanium, silikon mengkristal dalam struktur kristal kubus

berlian, dengan jarak kisi 0,5430710 nm (5.430710 Å).

Orbital elektron terluar dari silikon mempunyai 4 elektron valensi. Kulit atom

1s,2s,2p, dan 3s terisi penuh, sedangkan kulit atom 3p hanya terisi 2 dari jumlah

maksimumnya 6. Silikon bersifat semikonduktor.

Germanium

( Sturktur Kristal Diamond Cubic )

Germanium adalah unsur kimia dengan simbol Ge dan nomor atom 32.

Germanium adalah metaloid berkilau, keras, berwarna abu-abu keputihan

dalam golongan karbon, secara kimiawi bersifat sama dengan unsur

segolongannya timah dan silikon. Germanium murni adalah semikonduktor, dengan

penampilan hampir sama dengan unsur silikon. Germanium, sama halnya dengan

silikon, secara alamiah bereaksi dan membentuk senyawa kompleks dengan oksigen

di alam. Berkebalikan dengan silikon, germanium terlalu reaktif untuk ditemukan

secara alami di Bumi dalam bentuk bebasnya.

Boron Nitride

( sphalirite stuktur )

( hexagonal struktur )

( wurtzite struktur )

Boron nitrida dalam bentuk amorf (a - BN ) dan kristal . Bentuk kristal yang

paling stabil adalah heksagonal satu, juga disebut h- BN , α - BN , atau g - BN ( BN

graphitic ) . Ini memiliki struktur berlapis mirip dengan grafit . Dalam setiap lapisan ,

boron dan nitrogen atom terikat oleh ikatan kovalen yang kuat , sedangkan lapisan

yang diselenggarakan bersama oleh lemahnya gaya van der Waals . The interlayer "

registry " lembaran ini berbeda , namun, dari pola yang terlihat untuk grafit , karena

atom hilang cahayanya , dengan atom boron berbohong atas dan di atas atom nitrogen

. Registri ini mencerminkan polaritas ikatan BN . Namun , h- BN dan grafit adalah

tetangga yang sangat dekat dan bahkan hibrida BC6N telah disintesis di mana

pengganti karbon untuk beberapa B dan N atom .

Seperti berlian kurang stabil daripada grafit , BN kubik kurang stabil dari h-

BN , namun tingkat konversi antara bentuk-bentuk diabaikan pada suhu kamar (lagi

seperti berlian ) . Bentuk kubik memiliki struktur kristal sfalerit , sama dengan berlian

, dan juga disebut β - BN atau c - BN . The wurtzite Formulir BN ( w- BN ) memiliki

struktur yang sama dengan Lonsdaleite , heksagonal polimorf langka karbon . Dalam

kedua c - BN dan w - BN boron dan nitrogen atom dikelompokkan menjadi

tetrahedral , tetapi sudut antara tetangga tetrahedra yang berbeda .

Cadmium Sulfide

Kadmium sulfida memiliki , seperti sulfida seng , dua bentuk kristal , struktur

heksagonal wurtzite lebih stabil ( ditemukan di Greenockite mineral ) dan struktur

blende seng kubik ( ditemukan di Hawleyite mineral ) . Dalam kedua bentuk ini

kadmium dan atom belerang empat koordinat . Ada juga suatu bentuk tekanan tinggi

dengan struktur garam NaCl .

Kadmium sulfida adalah band gap semikonduktor langsung ( gap 2,42 eV) .

Besarnya band gap yang berarti bahwa tampaknya berwarna

Sifat lain kadmium sulfida :

o konduktivitas meningkat ketika disinari dengan cahaya ( yang mengarah ke

penggunaan sebagai photoresistor a)

o bila dikombinasikan dengan semikonduktor tipe-p membentuk komponen inti

dari photovoltaic ( solar ) sel dan sel surya CdS/Cu2S adalah salah satu sel

yang efisien pertama yang dilaporkan (1954 )

o bila diolah dengan misalnya Cu + ( " activator " ) dan Al3 + ( " coactivator " )

CdS luminesces bawah sinar eksitasi elektron ( cathodoluminescence ) dan

digunakan sebagai fosfor

o kedua polimorf yang piezoelektrik dan heksagonal juga piroelektrik

electroluminescence

o Kristal CdS dapat bertindak sebagai state laser padat

Aluminium Arsenide

( Zinc Blende Struktur )

Aluminium arsenide atau aluminium arsenide (Alas) adalah bahan

semikonduktor dengan hampir kisi yang sama konstan arsenide gallium dan arsenide

gallium aluminium dan celah pita lebar dari gallium arsenide. (Alas) dapat

membentuk superlattice dengan gallium arsenide (GaAs) yang menghasilkan sifat

semikonduktor. Karena (GaAs) hampir kisi yang sama konstan, lapisan memiliki

sedikit ketegangan yang disebabkan, yang memungkinkan mereka untuk ditanam

hampir sewenang-wenang tebal. Hal ini memungkinkan untuk kinerja mobilitas yang

sangat tinggi tinggi elektron, transistor HEMT dan perangkat kuantum baik lainnya.

Zinc Sulfide

( Zinc blede dan Wurtsize Struktur )

ZnS ada dalam dua bentuk kristal utama, dan dualisme ini sering merupakan

contoh yang menonjol dari polimorfisme. Dalam kedua polimorfisme, geometri

koordinasi Zn dan S adalah tetrahedral. Semakin stabil bentuk kubik dikenal juga

sebagai seng blende atau sfalerit. Bentuk heksagonal dikenal sebagai wurtzite mineral,

meskipun juga dapat diproduksi secara sintetis . Transisi dari bentuk sfalerit ke bentuk

wurtzite terjadi pada sekitar 1020 celsius.. Bentuk tetragonal juga dikenal sebagai

mineral yang sangat langka yang disebut polhemusite, dengan rumus (Zn, Hg) .

Zinc Selenide

( Zinc Blede Struktur )

ZnSe dapat dibuat di kedua heksagonal (wurtzite) dan kubik (zincblende) struktur

kristal.Ini adalah semikonduktor lebar celah pita dari semikonduktor kelompok II-VI

(karena seng dan selenium milik kelompok 12 dan 16 dari tabel periodik, masing-

masing). Materi yang dapat diolah tipe-n doping dengan, misalnya, unsur halogen. P-jenis

doping lebih sulit, tetapi dapat dicapai dengan memperkenalkan nitrogen.

Gallium Nitride

( Wurtzite struktur )

GaN adalah sangat sulit, mekanis stabil lebar celah pita bahan semikonduktor

dengan kapasitas panas tinggi dan konduktivitas termal. Dalam bentuk murni itu

menolak cracking dan dapat disimpan dalam lapisan tipis pada safir atau silikon

karbida, meskipun ketidakcocokan dalam konstanta kisi mereka . GaN dapat diolah

dengan silikon (Si) atau dengan oksigen untuk tipe-n dan dengan magnesium (Mg)

untuk tipe-p, namun, Si dan Mg atom mengubah cara kristal GaN tumbuh,

memperkenalkan tegangan tarik dan membuat mereka rapuh senyawa nitrida Gallium

juga cenderung memiliki frekuensi cacat spasial tinggi, atas perintah dari

100,000,000-10000000000 cacat per sentimeter persegi.

Gallium Arsenide

( Zinc Blende struktur )

Gallium arsenide (GaAs) adalah senyawa dari unsur galium dan arsen. Ini

adalah III / V semikonduktor, dan digunakan dalam pembuatan perangkat seperti

microwave frekuensi sirkuit terpadu, monolitik microwave sirkuit terpadu, inframerah

dioda pemancar cahaya, dioda laser, sel surya dan jendela optik. GaAs sering

digunakan sebagai bahan substrat untuk pertumbuhan epitaxial semikonduktor III-V

lainnya termasuk: InGaAs dan GaInNAs.

Indium Phosphide

( Zinc Blende )

Phosphide indium (InP) adalah semikonduktor biner terdiri dari indium dan

fosfor. Memiliki kubik ("zincblende") struktur kristal berpusat muka, identik dengan

GaAs dan sebagian besar III-V semikonduktor.