Adakah Anda Tahu Tentang Laser Semikonduktor? ( Bahagian 3)

Laser Semikonduktorkorelasi Bahagian 3.

Laser semikonduktor umumnya mempunyai ciri-ciri kecekapan modulasi yang ringan, tinggi, saiz kecil, dan lain-lain, dan digunakan secara meluas dalam bidang awam, ketenteraan, perubatan dan lain-lain. Penyelidikan laser semikonduktor berkuasa tinggi bermula pada tahun 1980-an dan tidak pernah berhenti. Dengan pembangunan berterusan teknologi semikonduktor dan teknologi laser, laser semikonduktor berkuasa tinggi telah mencapai kemajuan yang besar dalam aspek output kuasa, penukaran kuasa dan kebolehpercayaan.

Kesan doping pada struktur

Doping jalur tenaga semikonduktor berubah. Bergantung pada doping, terdapat tahap tenaga yang berbeza antara jurang jalur semikonduktor intrinsik. Atom penderma akan menghasilkan tahap tenaga baharu berhampiran jalur pengaliran, manakala atom penerima akan menghasilkan tahap tenaga baharu berhampiran jalur valens. Jika atom boron didopkan ke dalam silikon, ia mengionkan atom boron yang didopkan ke dalam silikon boleh terion sepenuhnya pada suhu bilik kerana tahap tenaga antara jalur valensi boron dan silikon hanyalah 0.045 volt elektron, yang jauh lebih kecil daripada jurang tenaga silikon itu sendiri sebanyak 1.12 volt elektron.

Satu lagi kesan penting dopan pada struktur jalur ialah menukar kedudukan tahap tenaga Fermi. Tahap tenaga Fermi kekal malar dalam keseimbangan terma, dan sifat ini membawa kepada banyak sifat elektrik berguna yang lain. Sebagai contoh, jalur simpang pn boleh bengkok kerana tahap Fermi semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N berada pada kedudukan yang berbeza, tetapi tahap Fermi mesti kekal pada ketinggian yang sama untuk membentuk simpang pn. Akibatnya, jalur pengaliran atau jalur valens bagi semikonduktor jenis P atau N akan dibengkokkan untuk memadankan perbezaan jalur di persimpangan.

Kesan di atas boleh dijelaskan dengan gambar rajah jalur. Pada carta jalur, paksi mendatar mewakili kedudukan, dan paksi menegak mewakili tenaga. Tahap intrinsik Fermi (tahap intrinsikFermi) bagi semikonduktor biasanya dinyatakan dalam Ei. Peta jalur adalah alat yang sangat berguna dalam mentafsir kelakuan komponen semikonduktor.

Hubungan antara semikonduktor dan litar bersepadu

Semikonduktor ialah bahan yang sifat elektriknya adalah perantaraan antara konduktor dan penebat. Kita tahu bahawa litar mempunyai fungsi terutamanya kerana pelbagai variasi arus di dalamnya dan arus itu terbentuk terutamanya kerana aliran (gerakan/penghijrahan) elektron antara litar logam dan komponen elektronik. Jadi betapa mudahnya elektron bergerak melalui bahan menentukan kekonduksiannya. Dalam bahan logam biasa pada suhu bilik elektron mudah untuk mendapatkan tenaga untuk bergerak, jadi sifat konduktif mereka adalah baik; Oleh kerana ciri-ciri bahan itu sendiri, adalah sukar bagi elektron untuk mendapatkan tenaga yang diperlukan untuk mengalirkan elektrik. Beberapa elektron boleh berhijrah di dalam penebat, jadi ia hampir tidak konduktif. Bahan semikonduktor, sebaliknya, berada di suatu tempat di antara, dan boleh diubah dengan menambahkan kekotoran, mengawal secara buatan betapa mudahnya ia mengalirkan elektrik atau tidak, dan betapa mudahnya ia mengalirkan elektrik. Ini dipanggil sifat dopable bagi semikonduktor.

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, asas litar bersepadu ialah transistor, ciptaan transistor adalah mungkin untuk mencipta litar bersepadu, dan asas transistor ialah semikonduktor, jadi semikonduktor juga merupakan asas litar bersepadu. Semikonduktor adalah untuk litar bersepadu yang mendarat ke bandar. Jelas sekali, gunung dan bukit tidak sesuai untuk membina bandar, dan tempat dengan tanah berpasir dan batu kapur tidak sesuai untuk membina bandar. "Bangunan" bandar memerlukan tapak yang baik dan "penyepaduan" litar memerlukan bahan asas -- semikonduktor yang betul. Bahan semikonduktor biasa ialah silikon, germanium, galium arsenide (sebatian), antaranya yang digunakan secara meluas, kejayaan komersial tolak "silikon".

Jadi mengapa semikonduktor, dan silikon khususnya, bagus untuk membuat litar bersepadu? Terdapat beberapa sebab. Silikon adalah unsur yang banyak dalam kerak bumi, kedua selepas oksigen. Terdapat banyak silikat atau silika dalam alam semula jadi dalam batu dan kerikil, yang merupakan kos bahan mentah. Sifat dop silikon adalah mudah untuk dikawal, menjadikannya mudah untuk membuat transistor yang sesuai dengan keperluan, atas sebab prinsip litar. Silikon dioksida yang terbentuk oleh pengoksidaan silikon adalah stabil dan boleh digunakan sebagai filem penebat yang sangat baik yang diperlukan dalam peranti semikonduktor, yang merupakan sebab untuk struktur peranti. Perkara utama ialah proses planar litar bersepadu, silikon lebih mudah untuk melaksanakan pengoksidaan, litografi, resapan, dan proses lain, lebih mudah untuk disepadukan, dan prestasinya lebih mudah dikawal. Oleh itu, yang berikut terutamanya diperkenalkan berdasarkan pengetahuan litar bersepadu silikon, transistor silikon, dan pemahaman proses litar bersepadu, ia akan menjadi lebih mudah untuk memahami masalah ini.

Sebagai tambahan kepada ketahanan, semikonduktor juga mempunyai kepekaan terma, fotosensitiviti, suhu kerintangan negatif, kebolehkitar semula, dan ciri-ciri lain, jadi sebagai tambahan kepada pembuatan litar bersepadu berskala besar, bahan semikonduktor juga boleh digunakan untuk peranti kuasa, peranti optoelektronik, penderia tekanan, penyejukan termoelektrik, dan tujuan lain; Menggunakan teknologi micromachining mikroelektronik, ia juga boleh dijadikan MEMS (sistem elektronik mikromekanikal), yang boleh digunakan dalam bidang elektronik dan perubatan.

Pembuatan bahan semikonduktor

Untuk memenuhi keperluan pengeluaran besar-besaran, sifat elektrik semikonduktor mestilah boleh diramal dan stabil, jadi kedua-dua ketulenan doping dan kualiti struktur kekisi semikonduktor mesti diperlukan dengan ketat. Masalah kualiti biasa termasuk terkehel pada kekisi, kembar atau kerosakan susunan, yang menjejaskan ciri bahan semikonduktor. Bagi komponen semikonduktor, kecacatan kekisi bahan biasanya merupakan faktor utama yang mempengaruhi prestasi komponen.

Kaedah yang paling biasa digunakan untuk mengembangkan bahan semikonduktor kristal tunggal ketulenan tinggi dipanggil proses Czochralski. Dalam proses ini, benih kristal tunggal dijatuhkan ke dalam cecair terlarut daripada bahan yang sama dan perlahan-lahan ditarik ke atas dalam gerakan berputar. Apabila benih ditarik ke atas, zat terlarut menjadi pejal di sepanjang antara muka antara pepejal dan cecair, dan putaran menyamakan suhu zat terlarut.

Aplikasi semikonduktor

1. Semikonduktor praktikal pertama ialah Transistor/Diod. Digunakan sebagai penguat/penerus isyarat dalam semikonduktor Radio dan Televisyen.

2. Membangunkan Kuasa Suria, yang juga digunakan dalam sel Suria.

3. Semikonduktor boleh digunakan untuk mengukur suhu, julat suhu boleh mencapai pengeluaran, hayat, kesihatan perubatan, penyelidikan saintifik dan aplikasi pengajaran sebanyak 70 peratus bidang, dengan ketepatan dan kestabilan yang tinggi, resolusi sehingga {{ 4}}.1 darjah , malah sehingga 0.01 darjah tidak mustahil, kelinearan 0.2 peratus , julat suhu -100~ ditambah 300 darjah , Ia adalah elemen pengukur suhu yang menjimatkan kos.

4. Pembangunan peti sejuk semikonduktor, juga dikenali sebagai peti sejuk termoelektrik atau peti sejuk termoelektrik, menggunakan kesan Partier.

Maklumat perhubungan:

Jika anda mempunyai sebarang idea, sila berbincang dengan kami. Tidak kira di mana pelanggan kami berada dan apa keperluan kami, kami akan mengikut matlamat kami untuk menyediakan pelanggan kami kualiti tinggi, harga rendah dan perkhidmatan terbaik.