Ojiji nke Gallium Metal na Teknụzụ Semiconductor
Gallium bụ ígwè nke nwere ike ịda ụda nke ụfọdụ ndị na-amaghị, mana ọ na-arụ ọrụ dị mkpa na mmepe nke teknụzụ ọgbara ọhụrụ. N'azụ ihe nkiri nke ekwentị mkpanaaka, netwọk 5G, ọkụ LED, panel anyanwụ, na ọbụna ngwaọrụ nkwukọrịta satịlaịtị, gallium bụ ihe dị mkpa nke na-eme ka ngwaọrụ semiconductor rụọ ọrụ ngwa ngwa, nke ọma, na nke na-eguzogide ọnọdụ ụfọdụ karịa ihe ọdịnala. Isiokwu a na-atụle ojiji nke gallium metal na teknụzụ semiconductor, ihe mere ihe a ji dị mkpa, na ihe atụ nke ojiji ya na ngwaọrụ eletrọnịkị dị iche iche.
Ịmata ihe gbasara galium na ihe ndị bụ isi o nwere
Gallium (Ga) bụ ihe kemịkalụ nwere nọmba atọm 31. Njirimara pụrụ iche nke Gallium dị ezigbo mma: o nwere obere ebe ịgbaze, ihe dị ka 29,7°C, na-enye ya ohere ịgbaze n'aka na okpomọkụ ahụ. Agbanyeghị, n'ihe gbasara semiconductors, ihe kacha mkpa abụghị ihe "na-agbaze" a, kama ọ bụ ikike ya ịmepụta ihe ndị na-eduzi semiconductors nwere njirimara eletrọnịkị na anya dị elu.
Gallium bụ ihe otu 13 (triel), a na-ejikọkarị ya na ihe ndị ọzọ dịka arsenic (As), nitrogen (N), phosphorus (P), ma ọ bụ indium (In) iji mepụta ihe semiconductor a na-akpọ compound semiconductors. Ihe ndị a dị iche na silicon, nke bụ elemental semiconductor. Compound semiconductor na-enye ọsọ elektrọn dị elu, arụmọrụ ka mma nke mwepụta ìhè, na arụmọrụ kacha mma na ugboro dị elu.
Gallium dị ka ihe bụ isi dị na semiconductors compound
Na teknụzụ semiconductor, a naghị eji gallium eme ihe dị ka ọla dị ọcha. Uru ya bụ isi dị na ihe ndị ọ na-emepụta, ọkachasị:
1. Gallium arsenide (GaAs)
2. Gallium nitride (GaN)
3. Gallium phosphide (GaP)
4. Indium gallium nitride (InGaN)
5. Aluminium gallium arsenide (AlGaAs) na ihe ndị yiri ya
Ngwa ọ bụla nwere "uru pụrụ iche" maka ụfọdụ ngwa, site na ngwaọrụ RF (frequency redio), optoelectronics, ruo na ngwa eletrọnịkị ike.
1) Gallium arsenide (GaAs): isi ihe dị mkpa maka RF na ngwaọrụ nkwukọrịta
Otu n'ime ojiji a ma ama nke gallium bụ ihe dị mkpa na GaAs, ihe semiconductor nwere nnukwu mmegharị elektrọn. Nnukwu ngagharị elektrọn pụtara na ndị na-ebu chaja nwere ike ịgafe ngwa ngwa n'ime ihe ahụ, na-enye ngwaọrụ ohere ịrụ ọrụ na ugboro dị elu na obere mkpọtụ karịa silicon na ụfọdụ ngwa.
Ngwa GaA ndị a na-ahụkarị:
- Mgbakwunye mgbaàmà RF na ekwentị mkpanaaka na ngwaọrụ ikuku
Ọtụtụ modulu ike amplifier na ekwentị ndị gara aga na ụfọdụ ngwa pụrụ iche na-eji GaAs n'ihi arụmọrụ ya n'ịkwalite akara redio.
- Nkwukọrịta radar na satịlaịtị
Ngwaọrụ dị elu dịka radar, microwave redio, na sistemụ nkwukọrịta satịlaịtị chọrọ ihe ndị kwụsiri ike ma dị ngwa ngwa.
- Ngwa ngwa microwave na milimita
A na-ejikarị GaA eme ihe maka ihe ndị na-arụ ọrụ na GHz ruo ọtụtụ iri GHz, ọkachasị na nkwukọrịta na sistemụ sensọ.
GaAs nwekwara uru dị mkpa na ụfọdụ ngwa anya n'ihi njirimara bandgap ya nke na-akwado mgbanwe elektrọn dị irè iji mepụta ma ọ bụ jide ìhè na ogologo ebili mmiri ụfọdụ.
2) Gallium nitride (GaN): mgbanwe n'ike na 5G
N'ime afọ iri gara aga, GaN aghọọla otu n'ime ihe kachasị mkpa n'ime ụlọ ọrụ semiconductor nke oge a. GaN nwere nnukwu bandgap, nke na-eme ka ọ rụọ ọrụ na voltaji dị elu, okpomọkụ dị elu, na ike eletrik siri ike karịa silicon. Nke a na-eme ka GaN dị mma maka ngwa eletrọniki ike na ngwaọrụ RF dị elu.
Ngwa ndị bụ isi nke GaN:
- Ihe nkwụnye chaja ngwa ngwa na ọkọnọ ike dị irè
Enwere ike ime ka chaja ndị dabere na GaN dị obere ma dị mfe n'ihi na arụmọrụ dị elu na-ebelata okpomọkụ ma na-enye ohere maka imewe nwere ugboro mgbanwe dị elu.
- Ndị na-agbanwe ihe na ndị na-agbanwe ike
A na-amalite iji GaN eme ihe na ngwa ụgbọ ala, ebe data, na sistemụ ike mmeghari ohuru, ọkachasị iji melite arụmọrụ ntụgharị ike.
– Ngwaọrụ RF maka 4G/5G
N'ebe ndị dị n'ọdụ 5G, a na-ahọrọ GaN nke ọma n'ihi na ọ nwere ike imepụta ike RF dị elu yana arụmọrụ dị mma, nke dị oke mkpa maka oke nnyefe na nkwụsi ike.
N'okwu dị mfe, GaN na-enyere ngwaọrụ aka ịrụ ọrụ "ike karịa" mana ọ ka dị irè, ka e wee nwee ike ibelata ike a na-emefusị dịka okpomọkụ.
3) Gallium na LED na teknụzụ ọkụ ọgbara ọhụrụ
Maka ọkụ LED ọcha e ji eme ihe n'ụlọ, ihe ngosi ekwentị mkpanaaka, ma ọ bụ ọkụ ọkụ ụgbọala, gallium na-arụ ọrụ dị mkpa. Ihe ndị dị ka InGaN (indium gallium nitride) dị mkpa n'ịmepụta ọkụ acha anụnụ anụnụ na akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ dị elu. Enwere ike ijikọta ọkụ acha anụnụ anụnụ na phosphorus iji mepụta LED ọcha.
Mmetụta nke iji gallium na LEDs:
– Ike dị elu karịa oriọna ọkụ ọkụ ma ọ bụ ọkụ fluorescent
- Ndụ ọrụ ogologo oge n'ihi na LEDs bụ ihe mejupụtara steeti siri ike
- Ọkwa ọkụ ka mma na njikwa agba na ihuenyo na ọkụ mma
Ọ bụrụ na e nweghị semiconductor dabere na gallium, mmepe nke LED ọgbara ọhụrụ gaara adị nwayọ, arụmọrụ ọkụ ugbu a nwere ike ọ gaghị adị elu dịka ọ dị taa.
4) Gallium maka mkpụrụ ndụ anyanwụ dị elu
Gallium dịkwa mkpa na teknụzụ mkpụrụ ndụ anyanwụ—karịsịa mkpụrụ ndụ anyanwụ dị elu nke ejiri na satịlaịtị ma ọ bụ ngwa pụrụ iche. Otu n'ime ihe atụ a ma ama bụ ojiji nke GaAs na alloys ya, dịka InGaP/GaAs/Ge, na mkpụrụ ndụ anyanwụ dị iche iche.
Gịnị mere gallium ji dị mma maka ụfọdụ mkpụrụ ndụ anyanwụ?
– Nnukwu arụmọrụ mgbanwe
- Na-eguzogide radieshon, dị mkpa maka gburugburu ebe obibi oghere
- Iguzosi ike n'ọnọdụ dị oke njọ, dịka mgbanwe na okpomọkụ na ike ìhè
Mkpụrụ ndụ anyanwụ silikọn dị oke mkpa maka ojiji n'ọtụtụ ebe n'ihi obere ọnụ ahịa mmepụta ha, mana mkpụrụ ndụ anyanwụ nke dabere na gallium na-eme nke ọma n'ọrụ ndị chọrọ arụmọrụ kachasị elu, dịka satịlaịtị, ụgbọ elu ụgbọelu, na ụfọdụ sistemụ agha.
5) Gallium na laser diode na nkwukọrịta anya
A na-eji ihe ndị dị ka AlGaAs na InGaN eme ihe na diode laser maka ọtụtụ ogologo ebili mmiri. Diode laser bụ ihe dị mkpa na:
- Ndị egwuregwu anya na nchekwa (na teknụzụ ụfọdụ)
- Sistemụ nha na sistemụ ihe mmetụta ụlọ ọrụ mmepụta ihe
– Nkwukọrịta anya dị mkpụmkpụ
– Ngwa ahụike na ngwa ụlọ nyocha
Laser ndị e ji semiconductor mee chọrọ ihe ndị nwere ike iwepụta ìhè nke ọma ma kwụsie ike. Gallium na-arụ ọrụ dị oke mkpa n'ihi na ọ nwere ike ịmepụta usoro heterojunction nke na-akwado mmụba ìhè dị irè (lasing).
Gịnị kpatara na ọ bụghị naanị silicone?
Silicon ka bụ eze maka IC dijitalụ dịka ndị nhazi na ebe nchekwa n'ihi usoro mmepụta ya tozuru oke, ọnụ ahịa dị ala, na njikọta dị elu. Agbanyeghị, maka mkpa ụfọdụ - dịka nnukwu redio ugboro ugboro, mwepụta ọkụ dị irè, ma ọ bụ mgbanwe ike voltaji dị elu - ihe ndị dabere na gallium na-aka mma.
Na nchịkọta:
- GaAs na-eme nke ọma na ọsọ na RF
– GaN dị mma nke ukwuu n'ike dị elu, okpomọkụ dị elu, na arụmọrụ mgbanwe.
– InGaN/GaN dị mma nke ukwuu na LED na ụfọdụ optoelectronics
Ihe ịma aka dị na iji gallium eme ihe n'ụlọ ọrụ mmepụta ihe
N'agbanyeghị uru ya, gallium nwekwara ihe ịma aka:
– Nnweta na usoro nnyefe: gallium bụ ihe sitere na bauxite (aluminum) ma ọ bụ nhazi zinc, yabụ ọkọnọ ya dabere na ụlọ ọrụ ndị ọzọ.
– Ọnụ ego Wafer na mmepụta: Wafer GaAs ma ọ bụ GaN na-adịkarị ọnụ karịa wafer silicon.
– Njikọta na teknụzụ silicon: ijikọta ihe ndị dabere na gallium na sekit silicon chọrọ usoro nkwakọ ngwaahịa na imewe siri ike karị.
Agbanyeghị, ihe ndị na-eme ugbu a na-egosi na ojiji nke semiconductors nke dabeere na gallium na-aga n'ihu na-abawanye ka mkpa maka arụmọrụ ike na arụmọrụ dị elu na-aghọwanye ihe dị mkpa, karịsịa n'oge 5G, ụgbọ ala eletrik, na ebe data.
Mmechi
Ojiji Gallium metal na teknụzụ semiconductor sara mbara ma dị mfe nghọta. Site na ngwakọta dịka GaAs na GaN, gallium na-enye ngwaọrụ RF dị elu, LED ndị na-arụ ọrụ ike, diode laser, na ndị na-agbanwe ike ọgbara ọhụrụ dị irè karị. Gallium na-arụkwa ọrụ na mkpụrụ ndụ anyanwụ dị elu maka oghere na ojiji gburugburu ebe obibi dị oke njọ. N'agbanyeghị nsogbu ọnụ ahịa na usoro ọkọnọ, mkpa ụlọ ọrụ ahụ maka ihe semiconductor dị elu na-eme ka gallium bụrụ ihe dị mkpa na ntọala nke teknụzụ eletrọnịkị ugbu a na nke ga-abịa.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike ịgbanwe edemede a ka ọ dabara na ụdị agụmakwụkwọ (na ntụaka), ụdị ama ama maka blọgụ, ma ọ bụ ụdị dị ogologo nke nwere obere ngalaba raara onwe ya nye na GaN maka chaja ngwa ngwa na 5G.
