ARSENIURO DE GALIO
El Arseniuro de galio (GaAs) es un compuesto de galio y arsénico. Es un importante semiconductor y se usa para fabricar dispositivos como circuitos integrados a frecuencias de microondas, diodos de emisión infrarroja, diodos láser y células fotovoltaicas.
Acerca del Arseniuro de Galio
El compuesto arseniuro de Galio (GaAs) se emplea como semiconductor (con los elementos de los grupos II, IV o VII de la Tabla Periódica) o como semiaislante. Componentes hechos de arseniuro de galio se encienden diez veces más rápido que aquellos de silicio, no sufren tan a menudo daños transmitiendo señales analógicas y no necesitan mucha energía. Por estas cualidades el arseniuro de galio tiene una amplia aplicación en la industria de las telecomunicaciones. Su principal aplicación es en la construcción de circuitos impresos y dispositivos optoelectrónicos(es el nexo de unión entre los sistemas ópticos y los sistemas electrónicos )en teléfonos celulares y móviles para la transmisión de señales. Además el arseniuro de galio se emplea para transmitir información por fibra óptica a través de láseres para tratamiento superficial (VCSEL) o para suministrar energía mediante los paneles solares con células fotovoltáicas de los satélites. En la industria de semiconductores se utiliza ante todo la composición de AlGaAs/GaAs (arseniuro de galio y aluminio / arseniuro de galio) para producción de heteroestructuras semiconductoras. Actualmente surgen muchos problemas por la eliminación de los tóxicos del arsenio.
UN GRAN DESCUBRIMIENTO
Los investigadores examinaron el movimiento ultrarrápido de los electrones en un cristal , arseniuro de galio ,expuesto por corto tiempo a un campo eléctrico de gran intensidad. Este experimento, conceptualmente nuevo, mostro por primera vez un movimiento oscilatorio colectivo, de los electrones con frecuencia muy alta, que además se añade, al conocido movimiento de deriva de estas partículas. Este efecto descubierto esta desarrollando una importante
miniaturización
en
los
dispositivos
electrónicos
.
El cual fue informado por los investigadores de Berlín Berlín (Alemania), Peter Gaal, Wilhelm Kuehn, Kuehn, Klaus Reimann, Michael Woerner,y Thomas Elsaesser del Max-Born Institute y Rudolf Hey del Paul Drude Institute en Nature.
¿COMO FUNCIONA?
El arseniuro de galio (GaAs) es uno de los materiales más importantes para los semiconductores optoelectrónicos, es un compuesto de galio y arsénico. Se usa para fabricar dispositivos como circuitos integrados a frecuencias de microondas, diodos de emisión infrarroja, diodos láser y células fotovoltaicas. Un cristal de GaAs consta de una red de átomos de galio y arsénico, en la que los átomos de galio portan una pequeña carga positiva y los átomos de arsénico una pequeña carga eléctrica negativa
.
Un movimiento lento de electrones a través del cristal causa en sus alrededores una distorsión en la red cristalina. La carga eléctrica negativa de electrones repele a los átomos cargados negativamente y atrae a los átomos cargados positivamente
.
Esto provoca oscilaciones de los átomos en torno a su posición de equilibrio: desarrollando vibraciones de red, llamadas fonones. "LO CUAL PARA ENTENDER SERIA COMO UNA BOLA DE PLOMO RODANDO SOBRE UN COLCHON", --Michael Wörner. "Los
muelles de metal del colchón se encogen y expanden de nuevo." Mediante la generación de vibraciones de red, los electrones pierden energía y, por tanto, se ralentizan. Esta desaceleración no es otra cosa que la resistencia eléctrica. La deriva de los electrones se da con velocidad constante a través de la red. Esta descripción física es la base de la tan conocida ley de la
resistencia
eléctrica,
la
ley
de
Ohm.
Ahora una situación completamente nueva se plantea si los electrones experimentan una presalida, es decir, si son acelerados por un campo eléctrico muy elevado, más rápido que el tiempo de respuesta de los átomos en sus alrededores. Los investigadores de Berlín usan para esta aceleración tan fuerte un campo eléctrico de 2dos millones de voltios por metro, que se aplica al cristal con una duración muy corta de 0.3 picosegundos (un picosegundo es una millonésima parte de un millonésimo de segundo). El movimiento de los electrones causado por este elevado campo eléctrico se observa con pulsos ultracortos de luz en la región infrarroja del espectro. En contraste con el movimiento de deriva con velocidad constante observado para los pequeños campos eléctricos, para grandes campos, la velocidad de los electrones acelerados cambia en periodos entre valores alto y bajo. La frecuencia de estas oscilaciones de velocidad se corresponde exactamente con la frecuencia más alta con la que los átomos pueden vibrar, la frecuencia de los denominados fonones
longitudinales
ópticos.
.
Cálculos teóricos confirman cuantitativamente este comportamiento experimental. El director de MBI, Profesor Thomas Elsaesser afirmo lo siguiente , "el hecho de que los electrones fuertemente acelerados puedan excitar vibraciones de los átomos, y que a su vez se desaceleren y aceleren por la vibración de los átomos es de gran importancia para la transferencia de carga en nanoestructuras." En esas nanoestructuras, eléctricas Campos de tamaño similar puede surgir debido a las pequeñas dimensiones. "El profesor Thomas Elsaesser agrega: "Por lo tanto, nuestros resultados son importantes para la optimización de características de transporte de las nanoestructuras de semiconductoras".
ESTRUCTURA:
Arseniuro de galio General Nombre Otros nombres Fórmula química Masa molar Apariencia Número CAS
Arseniuro de galio ----GaAs 144.645 g/mol Cristales cúbicos grises Plantilla:CASREF Propiedades
Densidad y estado 5.3176 g/cm³, sólido. Solubilidad en agua < 0.1 g/100 ml (20°C) Punto de fusión 1238°C (1511 K) Punto de ebullición ?°C (? K) Propiedades electrónicas Ancho de banda prohibida a 300 K 1.424 eV Masa efectiva del electrón 0.067 me Masa efectiva Light hole 0.082 me Masa efectiva Heavy hole 0.45 me Movilidad del electrón a 300 K 9200 cm²/(V·s) Movilidad del hueco a 300 K 400 cm²/(V·s) Estructura Estructura cristalina
Cúbica (Zinc Blenda)
A no ser que se diga lo contrario, estos datos son para materiales en condiciones normales (a 25°C, 100 kPa)
Conclusiones:
Según lo entendido permitiría que se diera lugar mas fácilmente a la nanotecnología ya que estos semiconductores de arseniuro de galio acelerarían y desacelerarían sus vibraciones facilitando la transferencia de carga.
Permite una mayor banda de frecuencias
Aunque sea mas caro las necesidades tecnológicas harán que este, cobre mas fuerza por sus beneficios.
BIBLIOGRAFIA:
--http://es.wikipedia.org/wiki/Arseniuro_de_galio --Newly Discovered Properties Of Certain Crystals Could Impact The Miniaturization Of Electronic Devices." ScienceDaily 28 December 2007.
