L’alliage de silicium et de germanium est un nouveau type de matériau semi-conducteur, composé de deux matériaux, le silicium et le germanium, mélangés dans un certain rapport. L’alliage silicium-germanium a une conductivité plus élevée, une résistivité plus faible et une mobilité de porteur plus élevée que le silicium pur. Ces propriétés physiques uniques rendent l’alliage silicium-germanium largement utilisé dans l’industrie moderne des semi-conducteurs.
En modifiant le rapport entre le silicium et le germanium, la bande interdite de l’alliage peut être personnalisée pour le rendre adapté à une gamme d’applications électroniques et optoélectroniques. La bande interdite du Si est de 1,12 eV et la bande interdite de Ge est de 0,66 eV.
Si-Ge peut être cultivé sur des plaquettes de silicium avec une déformation minimale, ce qui le rend compatible avec les technologies existantes à base de silicium.
En fonction de la teneur en Ge, il offre de meilleures propriétés thermiques et électriques que le silicium pur.
Par rapport au silicium pur, le Si-Ge a une mobilité de trous et d’électrons plus élevée, ce qui améliore les performances du dispositif.
1. Transistors haute performance : Les transistors au silicium-germanium peuvent atteindre des vitesses de commutation plus rapides à des tensions de fonctionnement plus basses en raison de leur mobilité électronique plus élevée, ce qui est d’une grande importance pour améliorer les performances des circuits intégrés et réduire la consommation d’énergie. Par conséquent, les transistors au silicium-germanium sont largement utilisés dans les processeurs à grande vitesse, le calcul haute performance et d’autres domaines. 2. Dispositifs optoélectroniques : Les matériaux en silicium-germanium ont de bonnes propriétés d’absorption et d’émission de lumière dans le spectre infrarouge, ce qui en fait des matériaux idéaux pour la fabrication de détecteurs infrarouges et de diodes électroluminescentes. Ces dispositifs optoélectroniques jouent un rôle important dans les communications, les appareils de vision nocturne, l’imagerie thermique et d’autres aspects. 3. Dispositifs thermoélectriques : Les matériaux au silicium-germanium ont également de bonnes propriétés thermoélectriques, c’est-à-dire qu’ils peuvent convertir directement l’énergie thermique en énergie électrique. Cette caractéristique confère au silicium-germanium une valeur d’application potentielle dans la production d’énergie thermoélectrique, la détection de température et d’autres domaines.
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