IIIVVerbindungen

III-V-Verbindungen sind Halbleiterverbindungen aus Elementen der Gruppe III (B, Al, Ga, In) und der Gruppe V (N, P, As, Sb) des Periodensystems. Sie werden vor allem in Elektronik und Optoelektronik eingesetzt. Typische Vertreter sind GaAs, InP, GaN sowie Legierungen wie AlGaAs, InGaAs und GaAsP. Durch Variation der Zusammensetzung ergeben sich unterschiedliche Bandlücken und Emissionswellenlängen, von Infrarot bis sichtbares Licht.

Eigenschaften: Viele dieser Materialien besitzen direkte Bandlücken, wodurch sie effiziente Lichtquellen ermöglichen. Sie weisen hohe Elektronenmobilitäten auf und eignen sich für Hochfrequenzanwendungen. Kristallstrukturen sind meist zincblende (kubisch) wie bei GaAs; GaN und AlN treten häufig in wurtzitischer Form auf.

Herstellung und Struktur: Die epitaktische Aufzucht erfolgt vorwiegend durch MOCVD/MOVPE oder MBE. Schichten mit abgestimmter Zusammensetzung werden auf Substrate wie GaAs, Si oder SiC gewachsen, um Quantenwellenleiter, -punkte oder Mehrschicht-Heterostrukturen zu erzeugen.

Anwendungen: III-V-Verbindungen finden Verwendung in LEDs, Laserdioden, Photodioden, Hochfrequenztransistoren (HEMTs/HBTs) und mehrstufigen Solarzellen. Vorteile sind direkte Emission, hohe Mobilität und breites Spektrum; Nachteile sind höhere Kosten und Materialkomplexität im Vergleich zu Silizium.