Arséniure de gallium 380603 29710035 2008-05-18T20:31:05Z Hercule 271994 {{ébauche|physique|composé chimique}} {{Chimiebox général| nom = arséniure de gallium | image = Gallium-arsenide-unit-cell-3D-balls.png | tailleimage = 200| commentaire = | formule = [[gallium|Ga]][[arsenic|As]] | nom scientifique = Arséniure de gallium | CAS = 1303-00-0 | apparence = [[État solide|solide]] gris sombre }} {{Chimiebox physique}} {{chimiebox masse molaire|144,645 g/mol}} {{Chimiebox physique température fusion| 1513&nbsp;K}} {{chimiebox physique densité|5,318}} {{chimiebox physique fin}} |----- ! colspan="2" bgcolor="#FFDEAD" | Structure |----- | Constante de maille || {{formatnum:0.56533}} nm |----- | Structure cristalline || [[Diamant (cristal)|blende]] |----- ! colspan="2" bgcolor="#FFDEAD" | Électronique |----- | Bande d'énergie à 300 K || {{formatnum:1.424}} [[électron-volt|eV]] |----- | Masse effective de l'[[électron]] || {{formatnum:0.067}} ''m''<sub>e</sub> |----- | Masse effective du trou léger || 0,082 ''m''<sub>e</sub> |----- | Masse effective du trou lourd || 0,45 ''m''<sub>e</sub> |----- | Mobilité électronique à 300 K || {{formatnum:9200}} cm²/(V·s) |----- | Mobilité des trous à 300 K || 400 cm²/(V·s) |---- {{chimiebox précautions | inhalation= | peau= | yeux= | autre= toxique,<br/>se décompose<br/>en [[Arsenic]]<br/>(très toxique) }} {{chimiebox fin}} L''''arséniure de gallium''' ('''GaAs''') est un [[composé chimique]] d’[[arsenic]] et de [[gallium]]. C'est un matériau [[semi-conducteur]] utilisé en particulier pour réaliser des composants [[micro-onde]]s et des composants [[opto-électronique]]s, [[diode électroluminescente|diodes électro-luminescentes]] [[infrarouge]] ou des [[Cellule photovoltaïque|cellules photovoltaïques]]. Le GaAs est un semi-conducteur dit « III-V » car le [[gallium]] et l’[[arsenic]] sont respectivement dans les colonnes III et V dans le [[Tableau périodique des éléments|tableau de classification périodique des éléments]], et présentent donc 3 et 5 électrons de valence. == Structure Cristalline == L'arséniure de gallium possède une structure cristalline de type ''[[diamant (cristal)|blende]]''. Si l'on considère que les atomes de gallium suivent une structure de type [[cubique face centrée]], les atomes d'arsenic occupent quant à eux 4 des 8 sites tétraédriques de cette maille (et vice-versa). == Comparaisons GaAs-Silicium == === Atouts de l'arséniure de gallium === L'arséniure de gallium a quelques propriétés électriques supérieures à celles du [[silicium]] : * Il possède une plus grande vitesse de saturation des électrons, et ceux-ci ont une mobilité plus grande, ce qui lui permet de fonctionner à des fréquences supérieures à 250&nbsp;Ghz. * Les dispositifs à technologie GaAs génèrent moins de bruit en hautes fréquences que ceux à base de silicium. * Ils peuvent de même fonctionner à puissance plus élevées, du fait d'une tension de claquage plus élevée. Ces propriétés font de l'arséniure de gallium un composé de choix, notamment dans la fabrication de circuits pour téléphones portables, communications par satellite, technologie micro-onde, ainsi que certains dispositifs à radar. L'arséniure de gallium est aussi utilisé dans la fabrication de [[diode Gunn]]. Un autre atout de l'arséniure de gallium est son [[Semi-conducteur#Notion de gap direct, gap indirect|gap direct]] (contrairement au silicium qui a lui un gap indirect) ce qui lui permet d'émettre de la lumière (le silicium émet très peu de lumière, même si de récentes avancées technologiques ont permis de l'utiliser pour faire des [[Diode électroluminescente|LEDs]] ou des [[laser]]s). Les propriétés de l'arséniure de gallium, en particulier sa vitesse de commutation, l'on fait paraître comme un matériau idéal, notamment pour des applications en informatique. Dans les années 1980, beaucoup pensaient que le marché de la microélectronique serait dominé à terme par l'arséniure de gallium, remplaçant ainsi le silicium. La première tentative d'évolution est due aux vendeurs de [[superordinateur]]s [[Cray Inc.|Cray Research]], Convex, et Alliant. Cray développa une machine à base d'arséniure de gallium, le cray-3, mais les efforts financiers de recherche furent insuffisants, et la compagnie fit faillite en 1995. === Atouts du silicium === Le silicium possède trois principaux avantages vis a vis de l'arséniure de gallium. Tout d'abord il est particulièrement abondant (élément le plus abondant sur Terre après l'[[oxygène]]). Plus robuste, il permet de faire des [[wafer|pastilles]] plus grandes (~{{unité|300|mm}} comparé à ~{{unité|150|mm}} pour l'arséniure de gallium). Le second avantage du silicium est l'existence d'un des ses oxydes, le [[Silice|dioxyde de silicium]] (SiO<sub>2</sub>), sans doute l'un des meilleurs isolants existant. Cet isolant peut être facilement incorporé aux circuits de silicium, et ces couches isolantes adhèrent bien aux couches de silicium. L'arséniure de gallium ne possède pas ce genre d'oxyde naturel aux propriétés équivalentes. Le troisième est sans doute le plus important. Le ratio mobilité des [[Trou d'électron|trous]] / mobilité des [[électron]]s dans le silicium est de loin supérieur à celui de l'arséniure de gallium. En effet si la mobilité des électrons est largement supérieure dans l'arséniure de gallium que dans le silicium, celle des trous n'est pas du même ordre de grandeur (quoi que légèrement supérieure à celle du silicium). Cette grande différence de mobilité entre trous et électrons dans l'arséniure de gallium rend difficile la fabrication de [[transistor à effet de champ|transistors à effet de champ]]-canal P de rapidité comparable aux transitors FET canal-N, ce qui gêne la mise en œuvre de la technologie [[CMOS]], alors que le silicium, avec une différence bien moins grande n'a pas ce problème. C'est la raison pour laquelle l'arséniure de gallium n'a jamais pu être vraiment compétitif vis-à-vis du silicium. == Notes et références de l'article == <references/> == Voir aussi == === Articles connexes === *[[Trimethylgallium]] *[[Phospho-arséniure de gallium]] *[[Arséniure de gallium-aluminium]] === Liens et documents externes === *{{en}} [http://www.espimetals.com/msds's/Gallium%20Arsenide.htm Fiche de données de sécurité] {{Portail|chimie|physique}} [[Catégorie:Semi-conducteur]] [[Catégorie:Composé du gallium]] [[Catégorie:Composé de l'arsenic]] [[ar:زرنيخيد غاليوم ثلاثي]] [[de:Galliumarsenid]] [[en:Gallium(III) arsenide]] [[es:Arseniuro de galio]] [[fi:Galliumarsenidi]] [[he:גליום ארסניד]] [[hi:गैलिअम आर्सेनाइड]] [[hu:Gallium-arzenid]] [[it:Arseniuro di gallio]] [[ja:ガリウムヒ素]] [[nl:Galliumarsenide]] [[pl:Arsenek galu]] [[pt:Arsenieto de gálio]] [[ru:Арсенид галлия]] [[sv:Galliumarsenid]] [[uk:Арсенід галію]] [[zh:砷化鎵]]