신소재 의 발견

갈륨비소(GaAs, Gallium Arsenide)는 갈륨(Ga)과 비소(As)로 이루어진 화합물 반도체로, 고속 전자 소자와 광전자 소자에 널리 사용됩니다. 갈륨비소는 실리콘(Si)보다 전자 이동도가 높고, 고주파 성능이 우수하며, 광전 특성이 뛰어나 다양한 첨단 기술 분야에서 중요한 재료로 활용됩니다. 이 문서에서는 갈륨비소의 개념, 역사적 배경, 물리적 특성, 전기적 특성, 제조 방법, 응용 분야 및 연구 동향에 대해 설명하겠습니다.  갈륨비소(GaAs)결정구조와 원자배열 갈륨비소(GaAs)의 개념과 정의 기본 개념  갈륨비소(GaAs)는 갈륨(Ga)과 비소(As) 원자가 1:1의 비율로 결합한 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체입니다. 주로 고속 전자 소자, 마이크로파 소자, 광전자 소자, 태양전지 등에 사용되며, 전자 이동도와 포화 속도가 실리콘보다 월등히 높아 고주파 및 고속 응용에서 우수한 성능을 발휘합니다. 또한, GaAs는 직접 밴드갭(direct bandgap)을 가지고 있어, 광전 소자로서의 성능이 뛰어납니다.  역사적 배경  갈륨비소는 1950년대 중반에 처음으로 상업적으로 사용되기 시작했습니다. 초기에는 주로 마이크로파 소자와 레이저 다이오드에 활용되었으나, 1970년대 이후로 통신 및 전자 분야에서 고성능 소자로 자리 잡게 되었습니다. GaAs 기반 소자는 실리콘이 제공할 수 없는 성능을 요구하는 고주파, 고속 및 광전 응용 분야에서 점점 더 중요한 역할을 하게 되었습니다.  갈륨비소의 물리적 특성 결정 구조  GaAs는 아연블렌드(zinc blende) 구조를 가지며, 이 구조에서 갈륨과 비소 원자가 교대로 배치되어 있습니다. 이 결정 구조는 높은 전자 이동도와 광학적 투명성을 제공합니다. GaAs의 격자 상수는 약 5.653 Å로, 이는 다양한 Ⅲ-Ⅴ족 화합물과의 격자 정합에 유리한 조건을 제공합니다.  밴드갭  GaAs는 약 1.43 eV의 직접 밴드갭(direct band...