Indiumfosfide

Indiumfosfide (InP) is een verbinding van fosfor en indium, bekend om zijn uitstekende halfgeleidereigenschappen. Halfgeleiderapparaten die zijn vervaardigd met behulp van indiumfosfidesubstraten vertonen een hoge verzadigde elektronendriftsnelheid, geschikte emissiegolflengten voor glasvezelcommunicatie met laag verlies, sterke stralingsweerstand, goede thermische geleidbaarheid, hoge foto-elektrische conversie-efficiëntie en een relatief hoge bandgapbreedte. Bijgevolg worden indiumfosfidesubstraten veel gebruikt bij de productie van optische moduleapparaten, sensorapparaten, high-end radiofrequentieapparaten, enz.

Indiumfosfide (InP) is een belangrijk samengesteld halfgeleidermateriaal met verschillende voordelen, waaronder een hoge verzadigde elektronendriftsnelheid, sterke stralingsbestendigheid, goede thermische geleidbaarheid, hoge foto-elektrische conversie-efficiëntie en een hoge bandgapbreedte. InP heeft een zinkblendekristalstructuur met een bandgap van 1,34 eV en een mobiliteit variërend van 3000 tot 4500 cm2 /(VS) bij kamertemperatuur. Het wordt veel toegepast in optische communicatie, hoogfrequente millimetergolfapparaten, opto-elektronische geïntegreerde schakelingen en zonnecellen die in de ruimte worden gebruikt. Gezien deze materiaaleigenschappen worden halfgeleiderapparaten die zijn vervaardigd met indiumfosfidesubstraten uitgebreid gebruikt bij de productie van radiofrequentieapparaten, optische modules, LED's (inclusief mini-LED's en micro-LED's), lasers, detectoren, sensoren en ruimtezonnecellen. Ze hebben brede toepassingen in velden zoals 5G-communicatie, datacenters, displays van de volgende generatie, kunstmatige intelligentie, autonoom rijden, draagbare apparaten en lucht- en ruimtevaart.

Indiumfosfide halfgeleidermaterialen hebben een brede bandgapstructuur en elektronen reizen met hoge snelheden door InP-materiaal. Als gevolg hiervan kunnen satellietsignaalontvangers en -versterkers die zijn gemaakt met indiumfosfidechips werken op extreem hoge frequenties boven 100 GHz, met een brede bandbreedte, minimale externe interferentie en hoge stabiliteit. Daarom is indiumfosfide een geavanceerder halfgeleidermateriaal dan galliumarsenide, wat de satellietcommunicatie-industrie mogelijk aanzet tot ontwikkeling naar hogere frequentiebanden.

Vergeleken met galliumarsenide (GaAs) vertoont indiumfosfide (InP) prominente voordelen in elektrische en andere fysieke eigenschappen, en heeft het een dominante positie in het veld van halfgeleideroptische communicatie. Vergeleken met GaAs heeft indiumfosfide de volgende voordelen: (1) Het biedt een hoge elektronenpiekdriftsnelheid, een hoge bandgapbreedte en een hoge thermische geleidbaarheid. InP heeft een directe overgangsbandgap van 1,34 eV, wat overeenkomt met de golflengte met het minste transmissieverlies in optische communicatie; de thermische geleidbaarheid is hoger dan die van GaAs, wat leidt tot een betere warmteafvoer. (2) Indiumfosfide is voordeliger dan GaAs bij de fabricage van apparaten. InP-apparaten hebben een hoge stroompiek-tot-dalverhouding, wat een hoge conversie-efficiëntie bepaalt; de momentumenergie-relaxatietijdconstante van InP is de helft van die van GaAs, wat leidt tot een werkefficiëntielimiet die twee keer zo hoog is als die van GaAs-apparaten; InP-apparaten hebben betere ruiskarakteristieken. (3) Indiumfosfide (InP) als substraatmateriaal heeft de volgende primaire toepassingen: opto-elektronische apparaten, waaronder lichtbronnen (LED's) en detectoren (APD-lawinefotodetectoren), voornamelijk gebruikt in glasvezelcommunicatiesystemen; geïntegreerde lasers, fotodetectoren en versterkers zijn essentiële componenten in opto-elektronische geïntegreerde schakelingen voor de volgende generatie 40 Gb/s-communicatiesystemen.