अर्धचालक सामग्रियों की सूची

अर्धचालक सामग्री नाममात्र रूप से छोटे ऊर्जा अंतराल इंसुलेटर (बिजली) हैं। अर्धचालक सामग्री की परिभाषित संपत्ति यह है कि इसे उन अशुद्धियों के साथ डोपिंग (अर्धचालक) द्वारा समझौता किया जा सकता है जो इसके इलेक्ट्रॉनिक गुणों को नियंत्रित तरीके से बदल देते हैं।

कंप्यूटर और फोटोवोल्टिक उद्योग में - ट्रांजिस्टर, लेज़र और सौर कोशिकाओं जैसे उपकरणों में उनके अनुप्रयोग के कारण - नई अर्धचालक सामग्रियों की खोज और उपस्तिथ सामग्रियों में सुधार सामग्री विज्ञान में अध्ययन का महत्वपूर्ण क्षेत्र है।

सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्री क्रिस्टलीय अकार्बनिक ठोस हैं। इन सामग्रियों को उनके घटक परमाणुओं के समूह (आवर्त सारणी) के अनुसार वर्गीकृत किया गया है।

विभिन्न अर्धचालक पदार्थ अपने गुणों में भिन्न होते हैं। इस प्रकार, सिलिकॉन की तुलना में, मिश्रित अर्धचालकों के फायदे और हानि दोनों हैं। उदाहरण के लिए, गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) में सिलिकॉन की तुलना में छह गुना अधिक इलेक्ट्रॉन गतिशीलता होती है, जो तेजी से संचालन की अनुमति देती है; व्यापक बैंड गैप, जो उच्च तापमान पर बिजली उपकरणों के संचालन की अनुमति देता है, और कमरे के तापमान पर कम बिजली उपकरणों को कम थर्मल ध्वनि देता है; इसका प्रत्यक्ष बैंड गैप इसे सिलिकॉन के अप्रत्यक्ष बैंड गैप की तुलना में अधिक अनुकूल  ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुण प्रदान करता है; इसे समायोज्य बैंड गैप चौड़ाई के साथ टर्नरी और चतुर्धातुक रचनाओं में मिश्रित किया जा सकता है, जो चयनित तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जन की अनुमति देता है, जो ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से सबसे कुशलता से प्रसारित तरंग दैर्ध्य से मेल खाना संभव बनाता है। GaAs को अर्ध-इन्सुलेट रूप में भी उगाया जा सकता है, जो GaAs उपकरणों के लिए जाली-मिलान इन्सुलेटिंग सब्सट्रेट के रूप में उपयुक्त है। इसके विपरीत, सिलिकॉन शक्तिशाली, सस्ता और संसाधित करने में आसान है, जबकि GaAs भंगुर और महंगा है, और इन्सुलेशन परतें केवल ऑक्साइड परत बढ़ने से नहीं बनाई जा सकती हैं; इसलिए GaAs का उपयोग केवल वहीं किया जाता है जहां सिलिकॉन पर्याप्त नहीं है।

अनेक यौगिकों को मिश्रित करके, कुछ अर्धचालक सामग्री को ट्यून किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, बैंड गैप या जाली स्थिरांक में। परिणाम त्रिक, चतुर्धातुक, या यहाँ तक कि पंचक रचनाएँ हैं। टर्नरी रचनाएँ सम्मिलित बाइनरी यौगिकों की सीमा के अंदर बैंड गैप को समायोजित करने की अनुमति देती हैं; चूँकि, प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष बैंड गैप सामग्रियों के संयोजन के स्थितियोंमें अनुपात होता है जहां अप्रत्यक्ष बैंड गैप प्रबल होता है, जो ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोग करने योग्य सीमा को सीमित करता है; जैसे AlGaAs प्रकाश उत्सर्जक डायोड इसके द्वारा 660 एनएम तक सीमित हैं। यौगिकों के जाली स्थिरांक भी भिन्न-भिन्न होते हैं, और मिश्रण अनुपात पर निर्भर सब्सट्रेट के विरुद्ध जाली बेमेल, बेमेल परिमाण पर निर्भर मात्रा में दोष का कारण बनता है; यह प्राप्य विकिरणीय/गैर-विकिरणीय पुनर्संयोजन के अनुपात को प्रभावित करता है और डिवाइस की चमकदार दक्षता निर्धारित करता है। चतुर्धातुक और उच्च रचनाएँ बैंड गैप और जाली स्थिरांक को साथ समायोजित करने की अनुमति देती हैं, जिससे तरंग दैर्ध्य की व्यापक रेंज पर दीप्तिमान दक्षता बढ़ती है; उदाहरण के लिए AlGaInP का उपयोग एलईडीके लिए किया जाता है। प्रकाश की उत्पन्न तरंग दैर्ध्य के लिए पारदर्शी सामग्री लाभप्रद होती है, क्योंकि इससे सामग्री के बड़े हिस्से से फोटॉन के अधिक कुशल निष्कर्षण की अनुमति मिलती है। अर्थात् ऐसे पारदर्शी पदार्थों में प्रकाश उत्पादन केवल सतह तक ही सीमित नहीं होता। अपवर्तन सूचकांक भी संरचना-निर्भर है और सामग्री से फोटॉन की निष्कर्षण दक्षता को प्रभावित करता है।

सिलिकॉन, गैलियम आर्सेनाइड और सिलिकन कार्बाइड  जैसे पारंपरिक अर्धचालकों के विपरीत, जहां इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों को सामान्यतः सापेक्ष कण के रूप में वर्णित किया जाता है | गैर-सापेक्ष कण जो परवलयिक ऊर्जा-संवेग संबंध | ऊर्जा-संवेग फैलाव प्रदर्शित करते हैं,  नए अर्धचालकों में हाल की खोजों, जैसे कि मैसाचुसेट्स की विधि संस्था में शुआंग तांग और मिल्ड्रेड ड्रेसेलहॉस द्वारा डिराक शंकु | तांग-ड्रेसेलहॉस सिद्धांत में प्रस्तावित अर्ध-डिराक और अर्ध-डिराक सामग्रियों ने सापेक्ष कण के साथ इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों के अस्तित्व का खुलासा किया है।   यह नई सामग्रियां रोचक गुणों का प्रदर्शन करती हैं जो अगली पीढ़ी के कंप्यूटर चिप्स और ऊर्जा कनवर्टर विकसित करने के लिए पारंपरिक अर्धचालकों के व्यवहार से भिन्न हैं।

अर्धचालक सामग्री के प्रकार

 * कार्बन समूह मौलिक अर्धचालक, (सी, सी, जीई, एसएन)
 * कार्बन समूह यौगिक अर्धचालक
 * ऑक्सीजन समूह मौलिक अर्धचालक, (एस, से, ते)
 * बोरान समूह-नाइट्रोजन समूह अर्धचालक: स्टोइकोमेट्री की उच्च डिग्री के साथ क्रिस्टलीकरण, अधिकांश को एन-प्रकार अर्धचालक|एन-प्रकार और पी-प्रकार अर्धचालक|पी-प्रकार दोनों के रूप में प्राप्त किया जा सकता है। अनेक में उच्च वाहक गतिशीलता और प्रत्यक्ष ऊर्जा अंतराल होते हैं, जो उन्हें ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोगी बनाते हैं। (यह भी देखें: साँचा:III-V यौगिक।)
 * समूह 12 तत्व- काल्कोजन अर्धचालक: सामान्यतः पी-प्रकार, जेएनटीई और जेएनओ को छोड़कर जो एन-प्रकार हैं
 * समूह 11 तत्व- हलोजन अर्धचालक
 * कार्बन समूह-चाल्कोजेन अर्धचालक
 * नाइट्रोजन समूह-चाल्कोजेन अर्धचालक
 * समूह 12 तत्व-नाइट्रोजन समूह अर्धचालक
 * I-III-VI अर्धचालक|I-III-VI2 अर्धचालक
 * ऑक्साइड
 * स्तरित अर्धचालक
 * चुंबकीय अर्धचालक
 * कार्बनिक अर्धचालक
 * चार्ज-ट्रांसफर कॉम्प्लेक्स
 * अन्य

यौगिक अर्धचालक
एक यौगिक अर्धचालक अर्धचालक रासायनिक यौगिक है जो कम से कम दो भिन्न-भिन्न प्रजातियों के रासायनिक तत्व से बना होता है। यह अर्धचालक उदाहरण के लिए समूह (आवर्त सारणी) 13-15 (पुराने समूह III-V) में बनते हैं, उदाहरण के लिए बोरॉन समूह (पुराने समूह III, बोरान, अल्युमीनियम, गैलियम,  ईण्डीयुम ) और नाइट्रोजन समूह (पुराने समूह V, नाइट्रोजन, फास्फोरस,  हरताल ,  सुरमा , विस्मुट) से तत्व। संभावित सूत्रों की सीमा अधिक  व्यापक है क्योंकि यह तत्व बाइनरी (दो तत्व, जैसे गैलियम (III) आर्सेनाइड (GaAs)), टर्नरी (तीन तत्व, जैसे इंडियम गैलियम आर्सेनाइड (InGaAs)) और चतुर्धातुक मिश्र धातु (चार तत्व) जैसे एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlInGaP)) मिश्र धातु और इंडियम आर्सेनाइड एंटीमोनाइड फॉस्फाइड (InAsSbP) बना सकते हैं। III-V यौगिक अर्धचालकों के गुण उनके समूह IV समकक्षों के समान हैं। इन यौगिकों में और विशेष रूप से II-VI यौगिक में उच्च आयनिकता, कम आयनिक यौगिकों के संबंध में मौलिक बैंडगैप को बढ़ाती है।

निर्माण
मेटलऑर्गेनिक वाष्प-चरण एपिटैक्सी | मेटलऑर्गेनिक वाष्प-चरण एपिटैक्सी (एमओवीपीई) उपकरणों के लिए यौगिक अर्धचालक पतली फिल्मों के निर्माण के लिए सबसे लोकप्रिय जमाव विधि है। यह हाइड्रोजन जैसी परिवेशी गैस में अग्रदूत (रसायन विज्ञान) स्रोत सामग्री के रूप में अल्ट्राप्योर मेटलऑर्गेनिक्स और/या हाइड्राइड का उपयोग करता है।

पसंद की अन्य विधि में सम्मिलित हैं:
 * आणविक-किरण एपिटेक्सी (एमबीई)
 * हाइड्राइड वाष्प चरण एपिटैक्सी| हाइड्राइड वाष्प-चरण एपिटैक्सी (HVPE)
 * तरल चरण एपिटैक्सी (एलपीई)
 * धातु-कार्बनिक आणविक बीम एपिटैक्सी|धातु-कार्बनिक आणविक-बीम एपिटैक्सी (एमओएमबीई)
 * परमाणु परत जमाव (एएलडी)

अर्धचालक मिश्रधातु प्रणालियों की तालिका
निम्नलिखित अर्धचालक प्रणालियों को कुछ सीमा तक समायोजित किया जा सकता है, और यह किसी सामग्री का नहीं किंतु सामग्रियों के वर्ग का प्रतिनिधित्व करते हैं।

यह भी देखें

 * heterojunction
 * कार्बनिक अर्धचालक
 * अर्धचालक लक्षण वर्णन विधि