Quelle est la différence entre le silicium et le gallium-aréside

Le Différence clé entre le silicium et le gallium-arséniure Est-ce que les électrons se déplacent plus lentement dans la structure de l'arséniure de silicium, tandis que les électrons traversent la structure cristalline du gallium-arséniure.

Le silicium et le gallium-aréside peuvent être comparés en fonction de leurs structures électroniques et cristallines pour déterminer leurs avantages commerciaux. Ceux-ci sont utiles dans la fabrication de matériaux semi-conducteurs.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que l'arséniure de silicium
3. Qu'est-ce que le gallium-arséniure
4. Silicium vs gallium-arsénide sous forme tabulaire
5. Résumé - Silicon vs Gallium-Arséniure 

Qu'est-ce que l'arséniure de silicium?

L'arséniure de silicium est un matériau semi-conducteur ayant la formule chimique SI-As. La masse molaire de ce composé est 103.007 g / mol. Il apparaît comme un matériau solide cristallin, et sa densité est d'environ 3.31 g / cm³. La phase cristalline ou la structure du matériau cristallin peut être décrite comme monoclinique. Ce matériau semi-conducteur est utile dans la production de semi-conducteurs pour remplacer l'utilisation directe de l'arséniure car l'arséniure est considéré comme un élément chimique nocif pour gérer.

Les matériaux semi-conducteurs sont généralement des structures cristallines produites à partir de matériaux de départ avec une pureté ultra-élevée. Ces matériaux de départ sont utilisés dans plusieurs grands fours à moufles électriques, des fours à tube pour la réduction de l'hydrogène, des réacteurs Pfaudler recouverts de verre de 50 gallons qui sont soutenus par le laboratoire analytique composé de diffraction des rayons X, etc. Certains synonymes pour l'arséniure de silicium incluent l'alliage en silicium-arsenic, le silicide d'arsenic, CAS 15455-99-9, etc. Cependant, le nom IUPAC donné pour ce matériau semi-conducteur est λ¹-arsanylsilicon.

Qu'est-ce que le gallium-arséniure?

Le gallium-arséniure est un matériau semi-conducteur ayant la formule chimique GaAs. Il est utile dans certaines diodes, transistors à effet de champ et circuits intégrés. Les porteurs de charge de ce matériau sont des électrons qui peuvent se déplacer à grande vitesse parmi les atomes.

Figure 01: Structure de gallium-arséniure

Le gallium-arséniure est un semi-conducteur direct III-V ayant une structure cristalline de mélange de zinc. Nous pouvons l'utiliser pour fabriquer des dispositifs tels que des circuits intégrés par micro-ondes, des circuits intégrés micro-ondes monolithiques, des diodes émettant de la lumière infrarouge, des diodes laser, des cellules solaires et des fenêtres optiques. De plus, ce matériau est utilisé pour la croissance épitaxiale d'autres semi-conducteurs III-V tels que l'indium gallium-aréside et l'aluminium gallium-arséniure.

La masse molaire du gallium-arséniure est 144.645 g / mol. Il apparaît sous forme de cristaux gris. De plus, il a une odeur similaire à l'ail lorsqu'il est humidifié. La densité du gallium-arséniure est 5.32 g / cm^3, et son point de fusion peut être donné à 1238 degrés Celsius. Il est insoluble dans l'eau mais soluble en HCl. De plus, il est insoluble dans l'éthanol, le méthanol et l'acétone. Sa structure cristalline peut être décrite comme un mélange de zinc où la géométrie de coordination est tétraédrique. Sa forme moléculaire est linéaire.

Dans son composé, le gallium montre l'état d'oxydation +3, et les monocristaux de gallium-arséniure peuvent être préparés en utilisant les trois processus industriels suivants:

1. Processus de gel vertical
2. Croissance cristalline à l'aide de four horizontale (technique Bridgman-Stockbarger)
3. Méthode de croissance de Czochralski liquide encapsulée

Quelle est la différence entre le silicium et le gallium-aréside?

Le silicium et le gallium-aréside sont deux matériaux semi-conducteurs importants. Ces matériaux ont des électrons comme porteurs de charge. La principale différence entre le silicium et le gallium-arsénide est que les électrons se déplacent plus lentement dans la structure du silicium, tandis que les électrons traversent la structure cristalline du gallium-aréside. De plus, le gallium-arsénide est plus efficace que l'arséniure de silicium. L'arséniure de silicium est utilisé dans la production de semi-conducteurs comme substitut à une utilisation directe de l'arsenic tandis que le gallium-arséniure est utilisé dans la fabrication de diodes électroluminescentes, qui peuvent être trouvées dans les systèmes de communication optique et de contrôle.

L'infographie ci-dessous présente les différences entre le silicium et le gallium-arsénide sous forme tabulaire pour une comparaison côte à côte.

Résumé - Silicon vs Gallium-Arséniure

L'arséniure de silicium est un matériau semi-conducteur ayant la formule chimique SI-AS, tandis que le gallium-arsénide est un matériau semi-conducteur ayant la formule chimique GAAS. La principale différence entre le silicium et le gallium-arsénide est que les électrons se déplacent plus lentement dans la structure du silicium, tandis que les électrons traversent la structure cristalline du gallium-aréside.

Référence:

1. «Arséniure de silicium." Éléments américains, 13 juin 2017.

Image gracieuseté:

1. «Gallium-Arsenide-Unit-Cell-3D-Balls» par Benjah-Bmm27 - Propre travaux (domaine public) via Commons Wikimedia