La lega di silicio germanio è un nuovo tipo di materiale semiconduttore, composto da due materiali, silicio e germanio, miscelati in un certo rapporto. La lega silicio-germanio ha una maggiore conduttività, una minore resistività e una maggiore mobilità dei portatori rispetto al silicio puro. Queste proprietà fisiche uniche rendono la lega silicio-germanio ampiamente utilizzata nella moderna industria dei semiconduttori.
Modificando il rapporto tra silicio e germanio, la banda proibita della lega può essere personalizzata per renderla adatta a una vasta gamma di applicazioni elettroniche e optoelettroniche. La banda proibita di Si è 1,12 eV e la banda proibita di Ge è 0,66 eV.
Si-Ge può essere coltivato su wafer di silicio con uno sforzo minimo, il che lo rende compatibile con le tecnologie esistenti a base di silicio.
A seconda del contenuto di Ge, fornisce migliori proprietà termiche ed elettriche rispetto al silicio puro.
Rispetto al silicio puro, il Si-Ge ha una maggiore mobilità degli elettroni e delle lacune, che migliora le prestazioni del dispositivo.
1. Transistor ad alte prestazioni: i transistor al silicio-germanio possono raggiungere velocità di commutazione più elevate a tensioni operative inferiori grazie alla loro maggiore mobilità degli elettroni, che è di grande importanza per migliorare le prestazioni dei circuiti integrati e ridurre il consumo energetico. Pertanto, i transistor al silicio-germanio sono ampiamente utilizzati nei processori ad alta velocità, nel calcolo ad alte prestazioni e in altri campi. 2. Dispositivi optoelettronici: i materiali al silicio germanio hanno buone proprietà di assorbimento ed emissione della luce nello spettro infrarosso, che li rendono materiali ideali per la realizzazione di rilevatori a infrarossi e diodi emettitori di luce. Questi dispositivi optoelettronici svolgono un ruolo importante nelle comunicazioni, nei dispositivi per la visione notturna, nelle immagini termiche e in altri aspetti. 3. Dispositivi termoelettrici: i materiali al silicio germanio hanno anche buone proprietà termoelettriche, cioè possono convertire direttamente l’energia termica in energia elettrica. Questa caratteristica fa sì che il silicio-germanio abbia un potenziale valore applicativo nella generazione di energia termoelettrica, nel rilevamento della temperatura e in altri campi.
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