elektroniikkamateriaalit

Elektroniikkamateriaalit ovat aineita, joita käytetään sähköisten ja optoelektronisten laitteiden valmistuksessa. Niiden ominaisuudet määrittävät, miten ne johtavat sähköä, reagoivat valoon ja sähkökenttiin. Yleisimmät ryhmät ovat johtavat, puolijohteet ja eristeet.

Johtavat materiaalit kuten metallit tarjoavat suurta johtavuutta ja toimivat usein kontakteina. Puolijohteet, kuten pi (Si) ja GaAs, voivat muuttaa johtavuuttaan dopingin ja sähkökenttien avulla. Eristetyt materiaalit, kuten SiO2, eristävät virran ja muodostavat kapselit sekä eristekerrokset. Laajakaistaiset materiaalit kuten SiC ja GaN mahdollistavat korkeatehoiset sovellukset.

Ominaisuudet ja suunnittelu: keskeisiä ovat band gap, mobiiliteetti ja johtavuus. Dopingin avulla voidaan luoda n- tai p-tyypin materiaaleja. Kristallirakenne ja virheet vaikuttavat suorituskykyyn sekä optisiin että sähköisiin ominaisuuksiin.

Valmistus ja käsittely: menetelmät kuten Czochralski- ja float-zone -kidekasvatus sekä epitaksia (MBE, MOCVD) ja kerrospinnoitteet (CVD, PVD) mahdollistavat tarkkaan hallitut rakenteet. Doping, ionimplantointi sekä litografia ovat keskeisiä prosesseja.

Sovellukset ja kehitys: mikropiirit, LED- ja laserlaitteet, aurinkokennot sekä sensorit. Tulevaisuudessa korostuvat laajakaistaiset, 2D- ja perovskite-materiaalit sekä kestävät, korkean lämpötilan ja jännitteiden materiaalit.