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MATÉRIAU SEMICONDUCTEUR : DÉFINITION ET PROPRIÉTÉS

Matériau non conducteur à l’état pur, mais susceptible de contribuer à un courant électrique suite à un traitement spécifique nommé dopage, qui peut s’effectuer soit par diffusion, par implantation ionique, par transmutation nucléaire ou par technique laser. Un semi-conducteur est un matériau électriquement intermédiaire entre un matériau isolant et un matériau conducteur.
Le dopage est donc une technique qui consiste à introduire dans le matériau des impuretés convenables et en quantité contrôlée, ce qui a pour effet d’en augmenter la conduction. Dans les semi-conducteurs de type N (pour négatif), la conduction est assurée par des électrons libres de valence (comme dans les métaux), les dopants sont As, Sb, P… ; dans des semi-conducteurs de type P (pour positif), la conduction est assurée par des trous libres (un trou équivalent à une absence d’électrons), les dopants sont B, Al, Ga, In… La concentration d’impuretés de dopage permet de contrôler très précisément la conductivité du semi-conducteur.
Plus simplement, définissons deux types de semi-conducteurs :
- Les semi-conducteurs intrinsèques sont non dopés et possèdent un taux d’impuretés très faible, leur conductivité électrique ne dépend que de leur structure et de la température ; à très basse température ils se comportent comme des isolants ;
- Les semi-conducteurs extrinsèques ont besoin d’adjonction d’impuretés pour modifier leurs propriétés de conductivité.
Depuis les années 50, l’avènement des matériaux semi‐conducteurs a révolutionné l’électronique, l’informatique, l’optoélectronique en permettant l’élaboration d’une très grande variété de composants discrets et de circuits intégrés. De nos jours, nous les retrouvons dans nos dispositifs de télécommunications, dans nos automobiles, et même dans nos appareils électroménagers, ils ont donné naissance à toute une cohorte de composants : transistors, capteurs à semi-conducteurs [E3092], lasers à semi-conducteurs [E2660], composants MOS, semi-conducteurs de puissance [D3113], céramiques semi-conducteurs [E2080], nanocristaux semi-conducteurs [NM2030]…
Le silicium est le matériau semi-conducteur le plus massivement utilisé, plusieurs raisons à cela : ses bonnes propriétés, son abondance naturelle et son coût faible de mise en œuvre. Citons-en quelques autres : le germanium, l’arséniure de gallium ou le carbure de silicium.

Matériau semiconducteur dans l'actualité

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Matériau semiconducteur dans les ressources documentaires

  • Article de bases documentaires
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  • 10 nov. 2019
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  • Réf : D3074

Modélisation par circuits électriques équivalents des réseaux de terre

Les réseaux de terre jouent un rôle essentiel dans la protection du bâtiment et des personnes contre les agressions externes comme la foudre. Ceux-ci sont appelés à jouer des rôles de plus en plus importants dans le cadre du bâtiment dit intelligent bardé de dispositifs électriques. Cet article propose une méthode de modélisation adaptée aux particularités des conducteurs enterrés. Les modèles proposés couvrent une large gamme de fréquences et s’expriment sous forme de circuits électriques équivalents et facilement implantables dans un logiciel de simulation 0D permettant d’intégrer des sources de perturbation externes, des composants et systèmes hétérogènes.

  • Article de bases documentaires
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  • 10 août 2019
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  • Réf : E6470

Lasers à cascade quantique

Les lasers à cascade quantique sont des sources cohérentes qui peuvent émettre dans une bande spectrale qui s’étend de l’infrarouge moyen (quelques micromètres) jusqu’aux THz (quelques centaines de micromètres). Ils exploitent des transitions entre niveaux confinés électroniques issus du confinement spatial dans un puits de potentiel semi-conducteur. Cet article présente les principes de fonctionnement des lasers à cascade quantique, à commencer par les règles fondamentales de l’ingénierie des structures de bande, permettant de réaliser l’inversion de population. Sont ensuite discutées les propriétés de ces lasers, l’état de l’art de leurs performances et quelques applications.

  • Article de bases documentaires
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  • 10 nov. 2019
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  • Réf : E6501

Éclairage à base de LEDs

L’éclairage à LEDs ne fait pas que remplacer une technologie antérieure, il traîne dans son cortège non seulement de nouveaux paradigmes, mais aussi un éventail quasi infini vers l’interconnectivité, le contrôle local (applications mobiles) ou global ( smart-lighting ), la communication (via le LiFi), et toutes applications polymorphes possibles. Cet article dresse un panorama non exhaustif de la LED depuis son origine jusqu’à son impact économique mondial. Il rappelle également les principes fondamentaux, les techniques de fabrication des puces et de génération de lumière blanche, en soulevant la problématique des ressources premières et en projetant un regard vers les technologies futures.

  • Article de bases documentaires : FICHE PRATIQUE
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  • 27 sept. 2013
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  • Réf : 1265

Le soudage au laser : maîtriser les principaux termes

Vous avez un assemblage de pièces complexes, de plaques, de feuilles ou de films à réaliser. Vous recherchez un assemblage permanent et sans nuire à la géométrie initiale des pièces ou sans endommager des composants électroniques ou chimiques avoisinants. Vous voulez mieux connaître la soudure par laser afin de déterminer si elle répondra à vos besoins et à vos exigences de qualité.

L’objectif de cette fiche est donc de définir les principaux termes relatifs à cette technologie et, pour chacun d’eux, de présenter des exemples vous permettant d’appréhender au mieux ces notions et de les situer dans leur contexte.

Un outil incontournable pour comprendre, agir et choisir- Nouveauté !

  • Article de bases documentaires : FICHE PRATIQUE
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  • 10 févr. 2015
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  • Réf : 1419

Essais d’aptitude

Vous êtes dans un laboratoire accrédité, régulièrement audité par le Cofrac. Celui-ci exige que vous participiez à des essais d’aptitude. Pourquoi cette demande ? Pourquoi se référer à la norme ISO 17025 pour la justifier ? À quoi ces essais d’aptitude servent-ils ? Que faire s’il n’en existe pas pour l’analyte que vous dosez ?

La traçabilité des mesurages des laboratoires d’analyse physico-chimiques ou biochimiques est difficile à réaliser et il a fallu trouver des solutions spécifiques, comme l’explique la norme ISO 17025, à savoir :

  • réaliser des essais d’aptitude par comparaison interlaboratoires (CIL) ;
  • fabriquer des matériaux de référence certifiés (MRC) ;
  • identifier des méthodes primaires d’analyse.

L’objectif de cette fiche est de décrire les tests d’aptitude qui représentent la principale méthode employée par les laboratoires accrédités pour assurer une certaine forme de traçabilité et satisfaire à la norme ISO 17025.

Les fiches pratiques répondent à des besoins opérationnels et accompagnent le professionnel en le guidant étape par étape dans la réalisation d'une action concrète.

  • Article de bases documentaires : FICHE PRATIQUE
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  • 25 févr. 2016
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  • Réf : 1532

Eco-concevoir dans un processus de développement produit : B-Free de Steelcase

Le concept d’éco-conception, un des éléments essentiels dans la mise en place d’une démarche de développement durable, est intégré de manière différente en fonction des secteurs d’activités et de la stratégie de chaque société.

Cette fiche décline la démarche d’éco-conception dans un processus de développement de produit (du concept au lancement de produit), appliquée au secteur du mobilier de bureau, à travers un cas d’étude réel. Elle vous apportera ainsi un éclairage sur les enjeux auxquels une équipe projet peut avoir à faire face tout au long du processus. Cet exemple concret est proposé par la société Steelcase, laquelle vous présente les initiatives entreprises pour éco-concevoir sa gamme de produits « B-Free ».

Méthodes, outils, pilotage et cas d'étude


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