gaas單晶結構與特性
1 gaas的晶體結構
gaas作為iii-v族化合物半導體材料，晶體結構屬於閃鋅礦型晶格結構，砷化鎵在晶體結構上不存在對稱中心，在砷、鎵原子之間的化學鍵合上，電子密度分布也不對稱，這兩種不對稱性稱為化合物的極性
由於極性的存在，使閃鋅礦結構的晶體的解理面改變。
1.一般情況下，麵心立方晶體中，面的面間距和面密度最大．應該是晶體的解理面。
2.但對閃鋅礦結構的砷化鎵來說，雖然也是麵心立方結構，但由於它的面間帶異性電荷的砷原子和鎵原子間的相互作用，有較大的庫侖引力，使麵分離困難而變成非主要解理面。而砷化鎵的面的面間距雖然比麵小，但麵是數目相同的異類原子組成，從整體來說，異類原子問的引力和同類原子間的斥力抵消，分離比較容易，成為主要解理面。
使得砷化鎵材料具有獨特的性質。
2 gaas材料的優缺點
優點1.高的能量轉換效率：直接躍遷型能帶結構，gaas的能隙為1.43ev，處於最佳的能隙1.4～1.5ev之間，具有較高的能量轉換率；
2.電子遷移率高；
3.易於製成非摻雜的半絕緣體單晶材料，其電阻率可達108.㎝以上
4.抗輻射效能好：由於iii-v族化合物是直接能隙，少數載流子擴散長度較短，在離結幾個擴散度外產生的損傷 ,對光電流和暗電流均無影響。
5.溫度係數小：能在較高的溫度下正常工作。
缺點1.資源稀缺，**昂貴，約si材料的10倍；
2.汙染環境，砷化物有毒物質，對環境會造成汙染；
3.機械強度較弱，易碎；
4.製備困難，砷化鎵在一定條件下容易分解，而且砷材料是一種易揮發性物質，在其製備過程中，要保證嚴格的化學計量比是一件困難的事。
砷化稼的應用
砷化稼是繼矽之後研究最深入、應用最廣泛的半導體材料, 由於砷化稼禁帶寬度寬、電子遷移率高,因而砷化稼不僅可直接研製光電子器件. 如發光二極體、可見光雷射器、近紅外雷射器、量子阱大功率雷射器、紅外探測器和高效太陽能電池等,而且在微電子方面. 以半絕緣砷化稼(s i一g aa s) 為基體, 用直接離子注入自對準平面工藝研製的砷化稼高速數位電路、微波單片電路、光電積體電路、低雜訊及大功率場效應電晶體, 具有速度快、頻率高、低功耗和抗輻射等特點不僅在國防上具有重要意義在民用和國民經濟建設中更有廣泛應用。
砷化鎵在太陽能電池中的應用
1 單結gaas/ge太陽電池
為了克服gaas/gaas太陽電池機械強度較差、易碎的缺點，2023年起逐步採用ge替代gaas製備為襯底。
gaas/ ge太陽電池的特點是 : 1：具有 gaas/ gaas電池的高效率、抗輻照和耐高溫等優點；2：
ge 單晶機械強度高 ,可製備大面積薄型電池；3：:單晶**約為gaas的30%。
單結太陽電池的缺點：只能吸收和轉換特定光譜範圍的太陽光，因此能量轉換效率不高。
多結太陽電池，按帶隙寬度大小從上至下疊合起來，選擇性的吸收和轉換太陽光譜的不同能量，就能大幅度提高電池的轉換效率。
單結gaas電池結構如圖
多結太陽電池，越上層的電池帶隙越大。理論計算表明：1：
雙結gaas太陽電池的極限效率為30%；2：三結gaas太陽電池的極限效率為38%；3：四結gaas太陽電池的極限效率為41%。
2 雙結gaas太陽電池
雙結gaas太陽電池是由兩種不同禁帶寬度的材料製成的子電池 , 通過隧穿結串接起來。雙結電池主要吸收太陽光譜的短波段和長波段。
砷化鎵太陽能電池的研究進展
高效率多結gaas太陽電池：
改進多結gaas太陽電池的結構和製備工藝，提高電池的光電轉換效率(三結32%，四結35%)，擴大批產能力，大幅提高空間太陽電池方陣的面積比功率、質量比功率和應用壽命，降低太陽電池陣的成本。
gaas薄膜太陽電池：
gaas電池質量大、費用高，利用gaas材料對陽光吸收係數大的特點，可製成厚度5 -10 um)薄膜型。薄膜化可大大減輕太陽方陣質量，從而提高電池的質量比功率。
聚光太陽電池：
空間聚光陣列具有更高的抗輻射效能、更低的費用和更高的效率，並可減少電池批產的資金投入。多結gaas太陽電池因其高效率、高電壓 ( 低電流) 和高溫特性好等優點，而被廣泛用於聚光系統。
材料物理效能
學材料有感學院 工學院 學號 100118008 姓名 高浩 班級 10材料 材料物理效能這門課是今年新開的一門課，剛開這門課時很迷糊，不知道這究竟是一門什麼樣的課程，主要是幹什麼的！通過一學期的學習稍微有點收穫，下面我將說說我對這門課的認識。這門課主要講述材料的各種效能和用途，全書共分七章內容，第...
材料物理效能
第一章 電學效能 1 絕緣體 10 10 m 半導體 10 2 10 10 m 導體 10 2 m 2 電阻對應三種散射機制 聲子散射 電子散射 電子在雜質和缺陷上的散射。3 馬基申定則 金屬固溶體中溶質原子的濃度較小，以致可以略去它們之間的相互影響，把固溶體的電阻看成由金屬的基本電阻和殘餘電阻組成...
材料物理效能複習
1 固體無機材料的物理效能主要包括力 可用機械效能代替 熱 光 電 磁 輻照 或寫成輻射 介電 聲等方面的效能。2 超導體的三個效能指標分別是指 臨界轉變溫度 臨界磁場強度 臨界電流密度 3 導熱的微觀機制有 電子熱導和聲子熱導 也可寫作電子導熱和聲子導熱 4 光子通過固體會發生反射 折射 透過 吸...