半導体材料一覧

半導体材料は、名目上はバンドギャップの 小さい絶縁体です。半導体材料の特徴的な特性は、不純物をドーピングすることで電子特性を制御可能な方法で変化させることができることです。 [1]コンピューターや太陽光発電産業（トランジスタ、レーザー、太陽電池などのデバイス）における 応用のため、新しい半導体材料の探索と既存材料の改良は、材料科学における重要な研究分野です。

最も一般的に使用される半導体材料は結晶性無機固体です。これらの材料は、構成原子の周期表のグループに従って分類されます。

半導体材料はそれぞれ特性が異なります。したがって、シリコンと比較すると、化合物半導体には長所と短所があります。例えば、ガリウムヒ素（GaAs）はシリコンの6倍の電子移動度を持ち、動作速度が向上します。また、バンドギャップが広いため、高温でのパワーデバイスの動作が可能になり、室温での低電力デバイスの熱雑音も低減します。GaAsの直接バンドギャップは、シリコンの間接バンドギャップよりも優れた光電子特性をもたらします。GaAsは三元系および四元系に合金化することができ、バンドギャップ幅を調整できるため、任意の波長で発光することができ、光ファイバーで最も効率的に伝送される波長に合わせることができます。GaAsは半絶縁性状態でも成長させることができるため、GaAsデバイスの格子整合絶縁基板として適しています。一方、シリコンは堅牢で安価、かつ加工が容易であるのに対し、GaAsは脆く高価であり、酸化膜を成長させるだけでは絶縁層を形成することができません。そのため、GaAsはシリコンだけでは不十分な場合にのみ使用されます。[2]

複数の化合物を合金化することにより、一部の半導体材料は、たとえばバンドギャップや格子定数を調整できます。その結果、3元、4元、さらには5元組成が得られます。3元組成では、関連する2元化合物の範囲内でバンドギャップを調整できます。ただし、直接バンドギャップ材料と間接バンドギャップ材料を組み合わせた場合は、間接バンドギャップが優勢になる比率があり、オプトエレクトロニクスに使用可能な範囲が制限されます。たとえば、AlGaAs LEDはこれによって660 nmに制限されます。化合物の格子定数も異なる傾向があり、混合比率に依存する基板に対する格子不整合により、不整合の大きさに依存する量の欠陥が発生します。これが、達成可能な放射/非放射再結合の比率に影響を与え、デバイスの発光効率を決定します。4元以上の組成では、バンドギャップと格子定数を同時に調整できるため、より広い範囲の波長で放射効率を高めることができます。例えば、AlGaInPはLEDに用いられます。発生する光の波長に対して透明な材料は、材料全体からより効率的に光子を取り出すことができるため、有利です。つまり、このような透明材料では、光の生成は表面だけに限定されません。屈折率も組成に依存し、材料からの光子の取り出し効率に影響を与えます。[3]

半導体材料の種類

化合物半導体

化合物半導体は、少なくとも2種類の異なる化学元素からなる半導体化合物です。これらの半導体は、例えば周期表の13～15族（旧III～V族）の元素、例えばホウ素族（旧III族、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム）や15族（旧V族、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマス）の元素から構成されます。これらの元素は、2元系（2元素、例えばガリウム(III)ヒ素（GaAs））、3元系（3元素、例えばインジウムガリウムヒ素（InGaAs））、および4元系合金（4元素、例えばアルミニウムガリウムインジウムリン（ AlInGaP））やインジウムヒ素アンチモンリン（InAsSbP）を形成できるため、可能な化学式の範囲は非常に広くなります。 III-V族化合物半導体の特性は、IV族化合物半導体と類似しています。これらの化合物、特にII-VI族化合物のイオン性が高いため、イオン性の低い化合物に比べて基本バンドギャップが大きくなる傾向があります。[4]

製造

有機金属気相エピタキシー（MOVPE）は、デバイス用の複合半導体薄膜の形成に最もよく使用される堆積技術です。[引用が必要]この技術では、水素などの雰囲気ガス中で超純粋な有機金属および/または水素化物を前駆体原料として使用します。

他に選択できる手法としては、次のようなものがあります。

半導体材料表

グループエレメンタム材料式バンドギャップ（eV）ギャップタイプ説明
IV1シリコンシ1.12 [5] [6]間接的従来の結晶シリコン（c-Si）太陽電池に使用され、その非晶質形態はアモルファスシリコン（a-Si）として薄膜太陽電池に使用されます。太陽光発電において最も一般的な半導体材料であり、世界中の太陽光発電市場を支配しています。製造が容易で、電気的および機械的特性に優れています。絶縁用途で高品質の熱酸化物を形成します。集積回路の製造において最も一般的に使用される材料です。
IV1ゲルマニウムゲ0.67 [5] [6]間接的初期のレーダー探知ダイオードや最初のトランジスタに使用され、シリコンよりも純度が低く抑えられました。高効率多接合型太陽電池の基板として使用されます。格子定数はガリウムヒ素と非常に類似しています。ガンマ線分光法に使用される高純度結晶です。ウィスカーが発生する可能性があり、一部のデバイスの信頼性を低下させます。
IV1ダイヤモンドC5.47 [5] [6]間接的優れた熱伝導性。優れた機械的特性と光学的特性。

優れた電子特性として、室温での高いキャリア移動度[7]と高い電界[8]を有する。ナノメカニカル共振器の極めて高い品質係数[9]を有する。

IV1灰色錫、α -Snスン0 [10] [11]半金属低温同素体（ダイヤモンド立方格子）。
IV2炭化ケイ素、3C-SiCSiC2.3 [5]間接的初期の黄色LEDに使用
IV2炭化ケイ素、4H-SiCSiC3.3 [5]間接的高電圧および高温用途に使用
IV2炭化ケイ素、6H-SiCSiC3.0 [5]間接的初期の青色LEDに使用
61硫黄、α -SS8​2.6 [12]
61灰色（三方晶）セレンセ1.83～2.0 [13] [14]間接的セレン整流器や太陽電池に使用されます。[15]バンドギャップは製造条件によって異なります。
61赤色セレンセ2.05間接的[16]
61テルルテ0.33 [17]
III-V2窒化ホウ素、立方晶BN6.36 [18]間接的紫外線LEDに潜在的に有用
III-V2窒化ホウ素、六方晶BN5.96 [18]準直接紫外線LEDに潜在的に有用
III-V2窒化ホウ素ナノチューブBN5.5 [19]
III-V2リン化ホウ素BP2.1 [20]間接的
III-V2砒化ホウ素BA1.82直接熱管理のための超高熱伝導率、放射線損傷耐性、ベタボルタイクスへの応用が可能。
III-V2砒化ホウ素B 12 As 23.47間接的放射線による損傷に耐性があり、ベータボルタへの応用が可能。
III-V2窒化アルミニウム窒化アルミニウム6.28 [5]直接圧電体。半導体としては単体では用いられない。AlNに近いGaAlNは紫外線LEDに利用できる可能性がある。210 nmでの発光はAlNでは非効率であった。
III-V2リン化アルミニウムアルプ2.45 [6]間接的
III-V2アルミニウムヒ素AlAs2.16 [6]間接的
III-V2アンチモン化アルミニウムアルスブ1.6/2.2 [6]間接的/直接的
III-V2窒化ガリウム窒化ガリウム3.44 [5] [6]直接p型へのドーピングは困難であったが、Mgによるpドーピングとアニール処理により、初めて高効率の青色LED [3]と青色レーザーが実現した。ESDに対して非常に敏感である。一方、電離放射線に対しては鈍感である。GaNトランジスタは、マイクロ波電力増幅器に使用されるGaAsよりも高電圧・高温で動作可能である。例えばマンガンをドーピングすると、磁性半導体となる。
III-V2リン化ガリウムギャップ2.26 [5] [6]間接的初期の低輝度から中輝度の安価な赤/橙/緑LEDに使用されました。単独で、またはGaAsPと組み合わせて使用​​されます。黄色と赤色の光を透過するため、GaAsP赤/黄色LEDの基板として使用されます。n型の場合はSまたはTeをドープし、p型の場合はZnをドープします。純粋なGaPは緑色、窒素ドープGaPは黄緑色、ZnOドープGaPは赤色を発光します。
III-V2ガリウムヒ素ガリウムヒ素1.42 [5] [6]直接シリコンに次いで2番目に多く使用され、InGaAsやGaInNAsなどの他のIII-V族半導体の基板として広く使用されています。脆く、Siよりも正孔移動度が低いため、P型CMOSトランジスタは実現不可能です。不純物密度が高く、小型構造の製造が困難です。近赤外LED、高速電子機器、高効率太陽電池に使用されます。格子定数はゲルマニウムと非常に類似しており、ゲルマニウム基板上に成長させることができます。
III-V2アンチモン化ガリウムガリウムSb0.73 [5] [6]直接赤外線検出器、LED、熱光起電力素子に使用されます。nにTe、pにZnをドープしています。
III-V2窒化インジウム宿0.7 [5]直接太陽電池への応用は可能だが、p型ドーピングは困難。合金としてよく使用される。
III-V2リン化インジウムインジウムリン1.35 [5]直接エピタキシャルInGaAs基板として一般的に使用されます。優れた電子速度を有し、高出力・高周波用途に使用されます。オプトエレクトロニクスにも使用されます。
III-V2インジウムヒ素InAs0.36 [5]直接1～3.8μmの赤外線検出器（冷却型または非冷却型）に用いられます。高い電子移動度を有します。InGaAsマトリックス中のInAsドットは量子ドットとして機能します。量子ドットは、InPまたはGaAs上のInAs単分子層から形成されます。強力なフォトデンバー放射源であり、テラヘルツ放射源として用いられます。
III-V2アンチモン化インジウムインジウムアンチモン0.17 [5]直接赤外線検出器や熱画像センサーに使用され、量子効率は高いが安定性が低く、冷却が必要であるため、軍用長距離熱画像システムに使用されています。AlInSb-InSb-AlInSb構造は量子井戸として使用されます。非常に高い電子移動度、電子速度、弾道長を有します。トランジスタは0.5V以下、200GHz以上で動作可能です。テラヘルツ周波数も実現可能かもしれません。
II-VI2セレン化カドミウムカドミウムセレン1.74 [6]直接量子ドットとして用いられるナノ粒子。本質的にn型であり、p型へのドーピングは困難だが、窒素をドーピングすることでp型化が可能。オプトエレクトロニクスへの応用が期待される。高効率太陽電池への応用が実証されている。
II-VI2硫化カドミウムカドミウム2.42 [6]直接フォトレジスタや太陽電池に使用されます。CdS/Cu 2 Sは最初の高効率太陽電池でした。CdTeと併用して太陽電池に使用されます。量子ドットとして広く使用されています。結晶は固体レーザーとして機能します。電界発光します。ドープすると蛍光体として機能します。
II-VI2テルル化カドミウムカドミウムテルル1.49 [6]直接CdSを含む太陽電池に使用されます。薄膜太陽電池やその他のテルル化カドミウム系太陽光発電に使用されます。結晶シリコンよりも効率は劣りますが、安価です。高い電気光学効果があり、電気光学変調器に使用されます。790 nmで蛍光を発します。量子ドットとして利用可能なナノ粒子です。
II-VI、酸化物2酸化亜鉛酸化亜鉛3.37 [6]直接光触媒。酸化マグネシウムおよび酸化カドミウムとの合金化により、バンドギャップを3～4eVの範囲で調整可能。n型およびp型ドーピングは困難。アルミニウム、インジウム、またはガリウムを高濃度にドーピングすることで透明導電性コーティングが得られる。ZnO:Alは、可視光線を透過し、赤外線領域を反射する窓コーティングとして、また、インジウムスズ酸化物の代替として、LCDディスプレイや太陽電池パネルの導電膜として使用されている。放射線による損傷に耐性がある。LEDやレーザーダイオードへの応用が可能。ランダムレーザーへの応用も可能。
II-VI2セレン化亜鉛亜鉛セレン2.7 [6]直接青色レーザーやLEDに使用されます。n型ドーピングは容易ですが、p型ドーピングは困難ですが、例えば窒素を用いることで可能です。赤外線光学系では一般的な光学材料です。
II-VI2硫化亜鉛硫化亜鉛3.54/3.91 [6]直接バンドギャップは3.54 eV（立方晶）、3.91 eV（六方晶）。n型およびp型の両方にドープ可能。適切なドープにより、シンチレータ／蛍光体として汎用される。
II-VI2テルル化亜鉛亜鉛テルル2.3 [6]直接AlSb、GaSb、InAs、PbSe上に成長可能です。太陽電池、マイクロ波発生器の部品、青色LED、レーザーなどに用いられます。電気光学素子にも用いられます。ニオブ酸リチウムと併用することでテラヘルツ波の発生にも用いられます。
I-VII2塩化第一銅塩化銅3.4 [21]直接
I-VI2硫化銅(I)銅2硫黄1.2 [20]間接的p型Cu 2 S/CdSは最初の効率的な薄膜太陽電池であった。
IV-VI2セレン化鉛PbSe0.26 [17]直接熱画像用赤外線検出器に使用されます。量子ドットとして利用可能なナノ結晶。優れた高温熱電材料です。
IV-VI2硫化鉛(II)PbS0.37 [22]方鉛鉱は、実用化された最初の半導体で、猫のひげ検出器に使用されました。PbSの高誘電率のため、検出器の応答速度は遅いです。赤外線検出器に使用される最も古い材料です。室温では短波長赤外線（SWIR）を検出できますが、より長い波長では冷却が必要です。
IV-VI2テルル化鉛鉛テルル0.32 [5]熱伝導率が低く、高温でも熱電発電機に適した熱電材料です。
IV-VI2硫化スズ(II)スンS1.3/1.0 [23]直接的/間接的硫化スズ（SnS）は、1.3 eVの直接光学バンドギャップと、1.3 eV以上の光子エネルギーにおける吸収係数が10 4 cm −1を超える半導体です。SnSはp型半導体であり、ドーピングと構造改変によって電気特性を調整することができ、10年前から薄膜太陽電池用のシンプルで無毒かつ手頃な価格の材料の一つとして注目されています。
IV-VI2硫化スズ(IV)スンス22.2 [24]SnS 2はガス検知用途に広く使用されています。
IV-VI2テルル化スズスンテル0.18直接複雑なバンド構造。
V-VI、層状2テルル化ビスマスビ2テ30.13 [5]セレンまたはアンチモンと合金化すると、室温付近で効率的な熱電材料となる。ナローギャップ層状半導体。高い電気伝導率と低い熱伝導率を持つ。トポロジカル絶縁体。
II-V2リン化カドミウムカドミウム3 P 20.5 [25]
II-V2ヒ化カドミウムカドミウム3アスコルビン酸20N型真性半導体。非常に高い電子移動度を有する。赤外線検出器、光検出器、動的薄膜圧力センサー、磁気抵抗器などに用いられる。最近の測定結果によると、3D Cd 3 As 2は実際にはバンドギャップがゼロのディラック半金属であり、電子はグラフェンと同様に相対論的に振舞うことが示唆されている。[26]
II-V2リン化亜鉛亜鉛3 P 21.5 [27]直接通常はp型です。
II-V2二リン化亜鉛亜鉛リン22.1 [28]
II-V2亜鉛ヒ素亜鉛3アス21.0 [29]最も低い直接バンドギャップと間接バンドギャップは30 meV以内である。[29]
II-V2アンチモン化亜鉛亜鉛3アンチモン2赤外線検出器や熱画像装置、トランジスタ、磁気抵抗器などに使用されます。
酸化物2二酸化チタン、アナターゼ二酸化チタン3.20 [30]間接的光触媒、n型
酸化物2二酸化チタン、ルチル二酸化チタン3.0 [30]直接光触媒、n型
酸化物2二酸化チタン、ブルッカイト二酸化チタン3.26 [30][31]
酸化物2酸化銅(I)銅2O​2.17 [32]最も研究されている半導体の一つ。多くの用途と効果が初めて実証された。シリコンが登場する以前は、整流ダイオードに使用されていた。
酸化物2酸化銅(II)酸化銅1.2N型半導体[33]
酸化物2二酸化ウランUO 21.3高いゼーベック係数と高温耐性を有し、熱電変換​​および熱光起電力用途への応用が期待されています。URDOX抵抗器にかつて使用されており、高温でも導電性があります。放射線損傷にも耐性があります。
酸化物2二酸化スズスズO23.7酸素欠損型n型半導体。ガスセンサーなどに用いられる。
酸化物3チタン酸バリウムBaTiO 33強誘電体、圧電体。一部の非冷却型サーマルイメージング装置に用いられる。非線形光学にも用いられる。
酸化物3チタン酸ストロンチウムSrTiO 33.3強誘電体、圧電体。バリスタに使用される。ニオブをドープすると導電性となる。
酸化物3ニオブ酸リチウムニオブ酸リチウム4強誘電体、圧電性があり、ポッケルス効果を示します。電気光学およびフォトニクス分野で幅広く使用されています。
酸化物、V-VI2単斜晶系酸化バナジウム(IV)VO 20.7 [34]光学67℃以下で安定
レイヤード2ヨウ化鉛(II)PbI 22.4 [35]PbI 2は、バルク状態では2.4 eVのバンドギャップを持つ層状の直接バンドギャップ半導体であるが、2D単層では約2.5 eVの間接バンドギャップを持ち、1～3 eVの間でバンドギャップを調整することができる。
レイヤード2二硫化モリブデン二硫化モリブデン21.23 eV (2H) [36]間接的
レイヤード2セレン化ガリウムガセ2.1間接的光伝導体。非線形光学に用いられる。2次元材料として用いられる。空気に反応する。[37] [38] [39]
レイヤード2セレン化インジウムインセレン1.26～2.35 eV [39]直接（2Dでは間接）空気に敏感。数層および単層の形態で高い電気移動度を示す。[37] [38] [39]
レイヤード2硫化スズスンS>1.5 eV直接
レイヤード2硫化ビスマスビスマス2 S 31.3 [5]
磁性希釈（DMS）[40]3ガリウムマンガンヒ素GaMnAs
磁性希釈（DMS）3テルル化鉛マンガン鉛マンガンテル
磁気4マンガン酸ランタンカルシウムLa 0.7 Ca 0.3 MnO 3巨大磁気抵抗
磁気2酸化鉄(II)FeO2.2 [41]反強磁性。鉄酸化物ナノ粒子のバンドギャップは2.2 eVであり、ドーピングによりバンドギャップは2.5 eVまで増加することが判明した。
磁気2酸化ニッケル(II)ニオ3.6～4.0直接[42] [43]反強磁性
磁気2酸化ユーロピウム(II)ユーロ強磁性体
磁気2硫化ユーロピウム(II)欧州連合強磁性体
磁気2臭化クロム(III)臭化クロム3
他の3銅インジウムセレン化物、CISCuInSe 21直接
他の3硫化銀ガリウムAgGaS 2非線形光学特性
他の3リン化亜鉛ケイ素亜鉛SiP 22.0 [20]
他の2三硫化ヒ素 黄黄As 2 S 32.7 [44]直接結晶状態とガラス状態の両方で半導体である
他の2硫化ヒ素 鶏冠石As 4 S 4結晶状態とガラス状態の両方で半導体である
他の2白金シリサイド白金Si1～5μmの赤外線検出器に使用されます。赤外線天文学にも使用されます。高い安定性と低ドリフトを特徴とし、計測に使用されます。量子効率は低いです。
他の2ヨウ化ビスマス(III)BiI 3
他の2ヨウ化水銀(II)水銀2室温で動作する一部のガンマ線およびX線検出器や画像化システムに使用されます。
他の2臭化タリウム(I)TlBr2.68 [45]室温で動作する一部のガンマ線・X線検出器やイメージングシステムに使用されます。リアルタイムX線イメージセンサーとして使用されます。
他の2硫化銀Ag 2 S0.9 [46]
他の2二硫化鉄FeS2​0.95 [47]鉱物の黄鉄鉱。後に猫のひげ探知機に使用され、太陽電池への応用も研究された。
他の4銅亜鉛スズ硫化物、CZTSCu 2 ZnSnS 41.49直接Cu 2 ZnSnS 4は CIGS から生成され、インジウム/ガリウムを地球上で豊富な亜鉛/スズに置き換えます。
他の4硫化銅亜鉛アンチモン、CZAS銅1.18亜鉛0.40アンチモン1.90 S 7.22.2 [48]直接銅亜鉛アンチモン硫化物は、ファマチナイトクラスの化合物である銅アンチモン硫化物 (CAS) から生成されます。
他の3銅スズ硫化物、CTSCu 2 SnS 30.91 [20]直接Cu 2 SnS 3は p 型半導体であり、薄膜太陽電池用途に使用できます。

半導体合金系の表

以下の半導体システムは、ある程度調整可能であり、単一の材料ではなく材料のクラスを表します。

グループエレメンタム材質クラス式バンドギャップ（eV）ギャップタイプ説明
より低いアッパー
IV-VI3テルル化鉛スズPb 1−x Sn x Te00.29赤外線検出器や熱画像撮影に使用
IV2シリコンゲルマニウムSi 1− x Ge x0.671.11 [5]直接的/間接的バンドギャップを調整できるため、ヘテロ接合構造の構築が可能。特定の厚さの超格子では、直接的なバンドギャップが生じる。[49]
IV2シリコンスズSi 1− x Sn x1.01.11間接的調整可能なバンドギャップ。[50]
III-V3アルミニウムガリウムヒ素Al x Ga 1− x As1.422.16 [5]直接的/間接的x<0.4（1.42～1.95 eVに相当）で直接バンドギャップを持つ。組成範囲全体にわたってGaAs基板と格子整合可能。酸化しやすい。n型ドーピングはSi、Se、Te、p型ドーピングはZn、C、Be、Mgで可能。[3]赤外線レーザーダイオードに使用可能。GaAsデバイスにおいて、電子をGaAsに閉じ込めるためのバリア層として使用される（QWIPなどを参照）。AlAsに近い組成のAlGaAsは太陽光に対してほぼ透明である。GaAs/AlGaAs太陽電池に使用されている。
III-V3インジウムガリウムヒ素インジウムxガリウム1− xヒ素0.361.43直接高度に開発された材料。InP基板と格子整合が可能。赤外線技術や熱光起電力技術に用いられる。インジウム含有量によって電荷キャリア密度が決まる。x = 0.015の場合、 InGaAsはゲルマニウムと完全に格子整合するため、多接合型太陽電池に用いることができる。赤外線センサー、アバランシェフォトダイオード、レーザーダイオード、光ファイバー通信用検出器、短波長赤外線カメラなどに用いられる。
III-V3インジウムガリウムリンインジウムxガリウム1− xリン1.352.26直接的/間接的HEMTおよびHBT構造、および衛星用高効率多接合太陽電池に使用されます。Ga 0.5 In 0.5 PはGaAsとほぼ格子整合しており、AlGaInは赤色レーザーの量子井戸に使用されます。
III-V3アルミニウムインジウムヒ素Al x In 1− x As0.362.16直接的/間接的メタモルフィックHEMTトランジスタのバッファ層。GaAs基板とGaInAsチャネル間の格子定数を調整します。例えば量子カスケードレーザーにおいて、量子井戸として機能する層状ヘテロ構造を形成できます。
III-V3アルミニウムガリウムアンチモンAl x Ga 1− x Sb0.71.61直接的/間接的HBT、HEMT、共鳴トンネルダイオード、および一部のニッチなオプトエレクトロニクスに使用されます。また、 InAs量子井戸のバッファ層としても使用されます。
III-V3アルミニウムインジウムアンチモンAl x In 1− x Sb0.171.61直接的/間接的GaAsおよびGaSb基板上に成長したInSbベースの量子井戸やその他のデバイスのバッファ層として使用されます。また、一部の中赤外LEDやフォトダイオードの活性層としても使用されます。
III-V3窒化ガリウムヒ素窒化ガリウム
III-V3ガリウムヒ素リンガリウムヒ素P1.432.26直接的/間接的赤色、オレンジ色、黄色のLEDに使用されます。GaP上に成長させることが多いです。窒素をドープすることも可能です。
III-V3アルミニウムヒ素アンチモンAlAsSb1.612.16間接的赤外線光検出器のバリア層として使用されます。GaSb、InAs、InPと格子整合可能です。
III-V3ガリウムヒ素アンチモンガリウムヒ素スズ0.71.42 [5]直接HBTおよび多接合太陽電池のトンネル接合に使用されます。GaAs 0.51 Sb 0.49はInPに格子整合しています。
III-V3窒化アルミニウムガリウムアルガノン3.446.28直接青色レーザー ダイオード、紫外線LED（250nmまで）、AlGaN/GaN HEMTに使用されます。サファイア基板上に成長可能です。AlNおよびGaNとのヘテロ接合に使用されます。
III-V3リン化アルミニウムガリウムアルガップ2.262.45間接的一部の緑色 LED に使用されます。
III-V3インジウムガリウム窒化物インジウム窒化ガリウム23.4直接In x Ga 1–x N（xは通常0.02～0.3）です（近紫外域では0.02、390 nmでは0.1、420 ​​nmでは0.2、440 nmでは0.3）。サファイア、SiCウエハ、またはシリコン上にエピタキシャル成長させることができます。InGaN量子井戸は、現代の青色および緑色LEDに使用されており、緑色から紫外域まで有効な発光体です。放射線による損傷を受けにくく、衛星用太陽電池への応用も考えられます。欠陥の影響を受けにくく、格子不整合による損傷にも耐性があります。高熱容量です。
III-V3インジウムヒ素アンチモンインジウムヒ素スズ0.170.36直接バンドギャップが小さいため、主に中波および長波赤外線光 検出器に使用されます。InAs 0.4 Sb 0.6では、室温でバンドギャップが最低約 0.08 eV に達します。
III-V3インジウムガリウムアンチモンインジウムスズ化合物0.170.7直接一部のトランジスタや赤外線光検出器に使用されます。
III-V4アルミニウムガリウムインジウムリンアルガインリン直接的/間接的また、InAlGaP、InGaAlP、AlInGaPなどがある。GaAs基板との格子整合のため、Inモル分率は約0.48に固定され、Al/Ga比はバンドギャップが約1.9～2.35eVになるように調整される。バンドギャップはAl/Ga/In比によって直接または間接的に変化する。560～650nmの波長で使用される。堆積中に秩序相を形成する傾向があるため、これを防止する必要がある[3]。
III-V4アルミニウムガリウムヒ素リンアルガリアスリン酸
III-V4インジウムガリウムヒ素リンインジウムガリウムヒ素P
III-V4インジウムガリウムヒ素アンチモンインジウムガリウムスズ熱光起電力での使用。
III-V4インジウムヒ素アンチモンリン化物インジウム亜リン酸熱光起電力での使用。
III-V4アルミニウムインジウムヒ素リンAlInAsP
III-V4アルミニウムガリウムヒ素窒化物アルガリウムヒ素N
III-V4インジウムガリウムヒ素窒化物インジウムガリウム窒素
III-V4インジウムアルミニウムヒ素窒化物InAlAsN
III-V4ガリウムヒ素アンチモン窒化物ガリウムヒ素SbN
III-V5窒化ガリウムインジウムヒ素アンチモンガリウムインジウムスズスズ
III-V5ガリウムインジウムヒ素アンチモンリン化物ガリウムAsSbPInAs、GaSb、その他の基板上に成長可能。組成を変えることで格子整合が可能。中赤外LEDへの応用も期待できる。
II-VI3テルル化亜鉛カドミウム、CZTカドミウム亜鉛テルル1.42.2直接室温で動作する高効率の固体X線・ガンマ線検出器。高い電気光学係数を有し、太陽電池に使用されています。テラヘルツ波の発生と検出に使用できます。HgCdTeのエピタキシャル成長用基板としても使用できます。
II-VI3テルル化水銀カドミウム水銀カドミウムテルル01.5「MerCad」として知られています。高感度冷却型赤外線イメージングセンサー、赤外線天文学、赤外線検出器に広く使用されています。テルル化水銀（半金属、バンドギャップゼロ）とCdTeの合金です。高い電子移動度を有します。3～5μmと12～15μmの大気圏の両方で動作可能な唯一の汎用材料です。CdZnTe上に成長させることができます。
II-VI3テルル化水銀亜鉛水銀亜鉛テルル02.25赤外線検出器、赤外線イメージングセンサー、赤外線天文学などに使用されています。HgCdTeよりも機械的特性と熱的特性に優れていますが、組成制御がより困難です。複雑なヘテロ構造を形成するのがより困難です。
II-VI3セレン化水銀亜鉛水銀亜鉛セレン
II-V4亜鉛カドミウムリン化ヒ素（Zn 1−x Cd x）3（P 1−y As y）2 [51]0 [26]1.5 [52]オプトエレクトロニクス（太陽光発電を含む）、エレクトロニクス、熱電変換​​における様々な応用。[53]
他の4銅インジウムガリウムセレン化物、CIGSCu(In,Ga)Se 211.7直接CuIn x Ga 1–x Se 2 . 多結晶。薄膜太陽電池に使用される。

参照

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