Арсенид алюминия-галлия (иные названия: алюминия галлия арсенид , алюминия-галлия арсенид ) — тройное соединение мышьяка с трехвалентными алюминием и галлием, переменного состава, состав выражается химической формулой Al _x Ga _1-x As ). Здесь параметр x принимает значения от 0 до 1 и показывает относительное количество атомов алюминия и галлия в соединении. При x=0 формула отвечает арсениду галлия (GaAs) , при x=1 — арсениду алюминия (AlAs) . Является широкозонным полупроводником, причём ширина запрещенной зоны при 300 К плавно изменяется в зависимости от х от 1,42 эВ у GaAs до 2,16 эВ у AlAs. В диапазоне х от 0 до 0,4 является прямозонным полупроводником. Постоянная решётки этого соединения практически не зависит от параметра х, и, соответственно, совпадает с таковой у GaAs.

В литературе параметр х, где не возникнет двусмысленности, обычно опускается, и формула AlGaAs подразумевает именно это соединение указанного переменного состава.

Кристаллическая структура

Сингония кристалла — кубическая, типа цинковой обманки ( сфалерита ) с постоянной решётки около 0,565 нм и слабо зависит от параметра х.

Получение

Тонкие плёнки соединения обычно выращивают на подложках методом газофазной эпитаксии из разреженной смеси газов, например, триметилгаллия , триметилалюминия и арсина , причём параметр х при таком процессе можно регулировать, изменяя концентрации триметилгаллия и триметилалюминия в газе (для упрощения коэффициентов показаны получения соединений с равными количествами атомов Al и Ga):

Ga(CH ₃ ) ₃ + Al(CH ₃ ) ₃ + 2 AsH ₃ → AlGaAs ₂ + 6 CH ₄ .

Также AlGaAs получают методом молекулярно-пучковой эпитаксии :

2 Ga + 2 Al + As ₄ → 2 AlGaAs ₂ .

Применение

AlGaAs применяют в промежуточных слоях полупроводниковых гетероструктур для вытеснения электронов в слой чистого арсенида галлия. Пример подобных полупроводниковых приборов — фотодатчики , использующие эффект квантовой ямы .

На основе AlGaAs строятся инфракрасные (пик излучения на 880 нм) и красный (пик излучения 660 нм) светодиоды . Светодиоды инфракрасного излучения с пиком 880 нм применяются для создания инфракрасных каналов связи , в том числе в интерфейсе IrDA и пультах дистанционного управления .

Также AlGaAs может быть использован для создания полупроводниковых лазеров ближнего ИК -диапазона с длиной волны излучения 1,064 мкм.

Токсичность и вредность

С этой точки зрения AlGaAs недостаточно изучен. Известно, что пыль соединения вызывает раздражение кожи, глаз и лёгких. Аспекты охраны труда и производственной гигиены в процессе газовой эпитаксии, при которой используются такие соединения, как триметилгаллий и арсин, изложены в обзоре .

См. также

• Арсенид галлия-индия
• Арсенид галлия
• Арсенид индия

Примечания

Литература

• Sadao Adachi: Properties of aluminium gallium arsenide . IET, 1993, ISBN 0852965583 ( )

Ссылки

• (неопр.) . Ioffe Database . Sankt-Peterburg: FTI im. A. F. Ioffe, RAN. 30 октября 2012 года.