Vật liệu bán dẫn là gì? Phân loại vật liệu bán dẫn hiện nay

Vật liệu bán dẫn là gì? Đây là khái niệm cơ bản nhưng không ít người nhầm lẫn với chất bán dẫn. Vậy để tìm hiểu rõ hơn về vật liệu này cũng như các vật liệu bán dẫn phổ biến trên thị trường, hãy cùng Thiết bị đo THP tham khảo ngay bài viết dưới đây.

Tìm hiểu vật liệu bán dẫn là gì?

Vật liệu bán dẫn là gì? Hiểu đơn giản, đây là những vật liệu có cấu tạo là chất bán dẫn và thuộc nhóm vật liệu có tính chất trung gian giữa chất cách điện và chất dẫn điện. Do đó, ở nhiệt độ thấp vật liệu này sẽ hoạt động như chất cách điện nhưng khi nhiệt độ tăng cao hoặc có tác động của điện ánh sáng, điện trường thì chúng có khả năng dẫn điện.

Chính vì thế, vật liệu bán dẫn có thể dẫn điện hoặc không và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, điện trường, ánh sáng… nên chúng đóng vai trò cốt lõi trong ngành điện tử, xây dựng.

Hiện vật liệu bán dẫn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công nghệ vi mạch, cảm biến, năng lượng sạch hay thiết bị y tế. Vật liệu này giúp tăng tính chính xác, hiệu quả và tiết kiệm năng lượng khi sử dụng.

Điểm khác biệt của chất bán dẫn và vật liệu bán dẫn là gì?

Dựa vào khái niệm về vật liệu bán dẫn là gì có thể biết được sự khác nhau giữa vậy liệu này và chất bán dẫn là ở bản chất. Trong đó:

• Vật liệu bán dẫn: Cụ thể là vật liệu vật lý như Silicon, Germanium, Gallium,… giúp tạo các linh kiện và chất bán dẫn khác nhau.
• Chất bán dẫn: Là thiết bị hoặc thành phần được làm từ vật liệu bán dẫn và giúp chế tạo, sản xuất linh kiện điện tử, công nghệ, xây dựng như chip,…

Phân loại các vật liệu bán dẫn hiện nay

Hiện vật liệu bán dẫn được phân chia thành nhiều loại khác nhau và dựa vào tính chất, cấu trúc có thể chia thành các loại sau đây:

Dựa theo tính chất

• Vật liệu bán dẫn nguyên chất: Đây là loại vật liệu ở trạng thái tinh khiết không chứa tạp chất và có khả năng dẫn điện thấp ở môi trường thường, cao ở môi trường nóng hoặc chiếu sáng. Ví dụ như: Silicon (Si), Germanium (Ge).
• Vật liệu bán dẫn pha tạp: Đây là loại vật liệu có pha thêm các nguyên tố khác nhằm nâng cao khả năng dẫn điện. Phổ biến như vật liệu bán dẫn loại N – pha thêm nhiều electron hoặc vật liệu bán dẫn loại P – pha thêm tạp chất thiếu electron.

Dựa vào cấu trúc

• Vật liệu bán dẫn đơn tinh thể: Có cấu trúc đồng nhất và khả năng dẫn điện ổn định nên phù hợp với vi mạch, diode và transistor. Điển hình như Si và Ge là 2 vật liệu điển hình trong thiết bị điện tử.
• Vật liệu bán dẫn hợp chất: Vật liệu này được tạo từ nhiều nguyên tốt giúp tăng tốc độ dẫn điện, chịu nhiệt. Ví dụ như GaAs, InP thường dùng trong thiết bị tần số cao, laser…
• Vật liệu bán dẫn hữu cơ: Đây là loại vật liệu nhẹ và linh hoạt giúp dễ dàng trong sản xuất và được ứng dụng phổ biến trong OLED, cảm biến hay pin năng lượng mặt trời… 

Những loại vật liệu bán dẫn phổ biến trên thị trường

Dưới đây là một số vật liệu bán dẫn được ứng dụng rộng rãi trên thị trường như:

• Silicon (Si): Đây là vật liệu phổ biến và thống trị trong nên công nghiệp chế tạo vi mạch, điểm nổi bật của silicon là độ ổn định, giá thành thấp nhưng khả năng dẫn điện chậm hơn các hợp chất.
• Germanium (Ge): Vậy liệu này đang ngày một rộng rãi với khả năng dẫn điện tốt hơn nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ nên được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị tần số cao.
• Silicon Carbide (SiC): Loại vật liệu này được nghiên cứu kỹ lưỡng và tiên phong trong lĩnh vực sản xuất linh kiện, sản phẩm bằng chất bán dẫn nên có khả năng chịu được nền nhiệt cao.
• Gallium Nitride (GaN): Được sử dụng trong các ứng dụng năng lượng và tần số cao và tương tự như các diode phát sáng LED màu trắng và xanh.
• Hợp chất Indi: Một số loại hợp chất Indi được lựa chọn và sử dụng ngành cần vật liệu bán dẫn, ví dụ như Asenua, Photphua Indi, Antimonua… và phổ biến trong sản xuất đèn Led, đốt Laser.

Hy vọng những chia sẻ trên đây của Thiết bị đo THP đã giúp các bạn đọc hiểu rõ vật liệu bán dẫn là gì, các loại vật liệu bán dẫn hiện nay và phân biệt giữa vật liệu bán dẫn, chất bán dẫn. Nếu bạn có bất cứ thắc mắc hay câu hỏi nào dành cho chúng tôi, hãy để lại bình luận bên dưới bài viết để được hỗ trợ nhanh chóng.