أشباه الموصلات واسعة النطاق، هي مواد شبه موصلة تمتاز بفجوة نطاق بحيث تكون أكبر من أشباه الموصلات التقليدية.
خصائص أشباه الموصلات واسعة النطاق
- يوجد في أشباه الموصلات التقليدية مثل مادة السيليكون فجوة نطاق يكون جهدها من 0.6 إلى 1.5 فولت إلكتروني (eV)، في حين أن المواد التي تتميز بفجوة النطاق العريضة لها فجوات نطاق في النطاق تكون أعلى من 2 فولت.
- بشكل عام، تتميز أشباه الموصلات التي لها فجوة النطاق بميزات إلكترونية تتواجد بين تلك الخاصة بأشباه الموصلات التقليدية والعوازل.
- تسمح أشباه الموصلات التي تتميز بفجوة النطاق للأجهزة بالعمل بجهد وترددات ودرجات حرارة أعلى بكثير من مواد أشباه الموصلات التقليدية مثل مادة السيليكون وزرنيخيد الغاليوم، وهي التي تتكون منها مصابيح (LED) أو أشعة الليزر ذات الطول الموجي القصير (أخضر – UV).
- كما تُستعمل أيضًا في بعض الترددات الراديوية وخصوصا الرادارات العسكرية، إذ أن ميزاتها الجوهرية مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات الأخرى، وهم أحد المنافسين الأساسيين لأجهزة الجيل التالي لاستعمال أشباه الموصلات بشكل عام.
- تتميز فجوة النطاق الأوسع بأهميتها الكبيرة؛ لأنها تسمح للأجهزة التي تستعملها بالعمل في درجات حرارة أعلى بكثير، في حدود 300 درجة مئوية، وهذا ما يعطيها جاذبيتها بالنسبة للتطبيقات العسكرية، حيث استخدمت بشكل كبير.
- إن تحمل درجات الحرارة المرتفعة أيضًا يمكن من تشغيل هذه الأجهزة بمستويات طاقة أعلى بكثير في ظل الظروف العادية، بالإضافة إلى ذلك تتمتع معظم المواد ذات فجوة النطاق العريض أيضًا بكثافة مجال كهربائي حرج أعلى بكثير، في حدود عشرة أضعاف كثافة أشباه الموصلات التقليدية.
- تسمح هذه الخصائص لها بالعمل بجهد وتيارات أعلى بكثير، مما يجعلها ذات قيمة عالية في تطبيقات التحويل العسكرية والراديو والطاقة، ووزارة الطاقة الأمريكية تعتقد أنها ستكون تقنية أساسية في الشبكة الكهربائية الجديدة وأجهزة الطاقة البديلة، بالإضافة إلى مكونات الطاقة القوية والفعالة المستخدمة في السيارات عالية الطاقة من السيارات الكهربائية إلى القطارات الكهربائية.
