Simulação de uma célula solar de heterojunção GaAs/AlGaAs

1. Introdução: Células solares de arsenieto de gálio e suas aplicações.

As células solares de arsenieto de gálio (GaAs) são utilizadas em aplicações onde a alta eficiência de conversão, o baixo peso e a confiabilidade são mais importantes do que o custo. O GaAs é um semicondutor de banda proibida direta, com uma banda proibida de aproximadamente 1,42 eV, o que permite que a luz solar seja absorvida de forma eficiente em uma espessura de poucos micrômetros do material. Isso o torna particularmente adequado para dispositivos fotovoltaicos de alto desempenho.

As células solares à base de GaAs são amplamente utilizadas em satélites e naves espaciais, onde a área de superfície disponível é limitada e a resistência à radiação é importante (??). Também são utilizadas em sistemas fotovoltaicos concentradores, nos quais a luz solar é focalizada numa pequena célula semicondutora, e em aplicações especializadas, como aeronaves de grande altitude e conversores de energia a laser. As células solares espaciais modernas combinam frequentemente o GaAs com outros semicondutores do grupo III–V em estruturas de múltiplas junções para obter maior eficiência.

Neste tutorial, simulamos uma célula solar heterojunção GaAs/AlGaAs. Uma fina camada de AlGaAs, com uma banda proibida mais ampla, é colocada acima da junção de GaAs para reduzir a absorção indesejada e as perdas por recombinação na superfície. Utilizando o OghmaNano, analisamos como o dispositivo absorve a luz solar, transporta os portadores fotogerados e produz energia elétrica, combinando cálculos da matriz de transferência ótica com a modelagem de deriva e difusão.

2. Criação e compreensão do funcionamento da célula solar de GaAs/AlGaAs.

Simularemos uma célula solar heterojunção GaAs/Al0,3Ga0,7As, composta por uma fina camada de AlGaAs com grande largura de banda, que funciona como janela, sobre uma junção p–n de GaAs. Embora relativamente simples, este dispositivo ilustra vários aspetos importantes da fotovoltaica de semicondutores do grupo III–V, incluindo a absorção ótica, a geração de portadores de carga, o transporte por deriva e difusão, a recombinação e a influência das heterojunções de semicondutores na recolha de portadores.

Para começar, inicie o OghmaNano e clique em «Nova simulação» na barra de ferramentas «Ficheiro». Isso abrirá a biblioteca de dispositivos (??). Clique duas vezes em «Demonstrações de GaAs» para abrir as simulações de GaAs disponíveis (??). Selecione a célula solar de heterojunção GaAs/Al0.3Ga0.7As, escolha uma pasta de destino e clique em «Guardar».

Após o carregamento, o OghmaNano exibe o dispositivo na guia «Estrutura do dispositivo» (??). As setas verdes indicam a iluminação proveniente do topo, enquanto as regiões coloridas representam as quatro camadas semicondutoras. A estrutura e as propriedades dos materiais podem ser modificadas utilizando o editor de camadas ( editor de camadas) e o editor de parâmetros elétricos.

O dispositivo é composto por quatro camadas semicondutoras, dispostas desde a superfície iluminada até o contato traseiro:

O absorvedor de GaAs é responsável por converter os fotões incidentes em pares eletrão-lacuna. O GaAs possui uma banda de energia direta de aproximadamente 1,42 eV, o que lhe confere um alto coeficiente de absorção e permite que a luz solar seja absorvida numa camada semicondutora relativamente fina. O emissor de tipo p e o absorvedor de tipo n formam a principal junção fotovoltaica. A difusão de portadores através desta junção estabelece uma região de depleção e um campo elétrico intrínseco, o que ajuda a separar os eletrões e as lacunas gerados pela luz e a transportá-los para os respetivos contactos. A camada de Al0,3Ga0,7As cria uma heterojunção semicondutora na superfície iluminada. A adição de alumínio aumenta a banda de energia em relação ao GaAs, tornando a camada mais transparente aos fotões que podem ser absorvidos no GaAs subjacente. A diferença na afinidade eletrónica e na banda de energia também produz descontinuidades nas bandas de condução e de valência na interface. Estas podem ajudar a suprimir o transporte de portadores minoritários em direção à superfície frontal, reduzindo as perdas por recombinação, embora deslocamentos de banda excessivamente grandes possam dificultar a extração de portadores. A camada de tipo p+ fortemente dopada e a camada de contacto traseiro de tipo n+ também ajudam a fornecer ligações elétricas de baixa resistência. Na parte traseira, a transição entre o absorvedor levemente dopado e o contacto fortemente dopado cria um campo elétrico adicional que pode repelir as lacunas minoritárias do contacto traseiro. A combinação da espessura da camada, do dopagem e do alinhamento da banda determina, portanto, a eficiência com que os fotões absorvidos são convertidos em corrente elétrica.

A estrutura do dispositivo pode ser examinada e modificada clicando no botão do editor de camadas, que se encontra no lado esquerdo da guia «Estrutura do dispositivo» na janela principal. O botão é representado por três barras horizontais coloridas, que ilustram um dispositivo em camadas. Ao clicar, abre-se o editor de camadas (??), onde é possível alterar a espessura, o material ótico e o tipo de cada camada. A espessura da camada é particularmente importante nas células solares, pois determina a quantidade de luz que é absorvida e a distância que os portadores de carga fotogerados precisam percorrer antes de atingirem os contactos.

A faixa de opções «Elétrica» (??) permite o acesso aos editores de «Dopagem/Íons» e «Gradientes/Tensão». O editor de dopagem (??) controla as concentrações de doadores e aceitadores em todo o dispositivo. Estes parâmetros determinam a posição e a largura da região de depleção, o campo elétrico intrínseco e a condutividade elétrica de cada camada. Consequentemente, alterar a dopagem pode influenciar significativamente a recolha de portadores, a recombinação e as características resultantes da curva J–V.

O editor de gradientes/deformações (??) controla as variáveis de composição do material \(x\), \(y\) e \(z\). Estas podem ser especificadas independentemente no início e no fim de cada camada, permitindo simular estruturas semicondutoras com composição uniforme ou com gradiente de composição. Para ligas como AlxGa1-xAs, a fração de alumínio influencia a largura da banda proibida e o alinhamento das bandas com o GaAs. Alterar a composição da liga oferece, portanto, uma forma de investigar como os desfasamentos de banda em heterojunções afetam o transporte e a recombinação de portadores. A interpretação de cada variável de composição é definida pelo modelo de material semicondutor selecionado.

3. Executar a simulação e analisar os resultados.

Para executar a simulação da célula solar de GaAs/AlGaAs, clique no botão azul. Executar simulação botão em Arquivo fita ou botão F9. Abra o Terminal tabela para acompanhar o cálculo (??). Inicialmente, a saída do terminal pode parecer complexa, com muitas linhas de informação numérica a serem exibidas no ecrã. No entanto, a interpretação da saída torna-se relativamente simples assim que se compreende o que cada parte representa.

A primeira etapa da simulação é o cálculo ótico, indicado pelo texto colorido na parte superior de ??. O OghmaNano calcula a absorção ótica e a fotogeração em diferentes comprimentos de onda, abrangendo todo o espectro solar incidente. Após a conclusão deste cálculo, o programa inicia a varredura da curva corrente-tensão (J–V), aplicando uma série de tensões à célula solar e calculando a densidade de corrente resultante.

Cada linha do cálculo J–V corresponde a uma tensão aplicada. O valor indicado por top= representa a tensão aplicada ao contato superior, enquanto btm= representa a tensão no contato inferior, que é mantida em 0 V. A densidade de corrente calculada é exibida em A/m², ao lado da tensão aplicada. A quantidade f()= é o resíduo numérico do solucionador elétrico, indicando o quão bem a solução calculada satisfaz as equações do semicondutor. Resíduos menores indicam uma melhor convergência numérica.

À medida que a tensão aplicada aumenta, a fotocorrente diminui gradualmente em magnitude. Em ??, a variação da tensão aproxima-se da tensão de circuito aberto, VOC. Entre aproximadamente 0,92 V e 0,94 V, a densidade de corrente muda de negativa para positiva, indicando que a corrente líquida passou pelo valor zero. Esta é a condição de circuito aberto, em que a corrente direta do díodo equilibra exatamente a corrente fotogerada. A simulação continua para além de VOC, com o objetivo de caracterizar a região de polarização direta da curva J–V, antes de parar quando a tensão máxima especificada de 1,25 V é excedida.

Para cada tensão aplicada, o OghmaNano resolve a equação de Poisson em conjunto com as equações de deriva-difusão e de continuidade dos portadores. Estas equações descrevem como o potencial eletrostático, as concentrações de eletrões e lacunas e as correntes de portadores variam em todo o dispositivo:

\[ \nabla\cdot(\varepsilon\nabla\varphi) = -q\,(p-n+N_D^+-N_A^-) \] \[ \nabla\cdot\mathbf{J}_n = q(R-G), \qquad \nabla\cdot\mathbf{J}_p = -q(R-G) \]

Aqui, \(G\) é a taxa de fotogeração calculada a partir do modelo ótico, enquanto \(R\) representa a recombinação de portadores, que pode incluir recombinação radiativa, recombinação de Shockley–Read–Hall e recombinação de Auger. O equilíbrio entre a geração, a recombinação e a extração de portadores determina a saída elétrica da célula solar. Para mais informações, consulte a teoria da modelagem de deriva e difusão.

Quando o cálculo estiver concluído, selecione o separador «Saída» (??). O OghmaNano regista os seus resultados no diretório da simulação, incluindo jv.csv, que contém a curva J–V, e sim_info.dat, que contém os principais parâmetros de desempenho fotovoltaico. Os diretórios optical_output e snapshots contêm informações adicionais sobre o comportamento ótico e elétrico. Consulte a documentação sobre os ficheiros de saída (documentação dos ficheiros de saída) para obter mais detalhes.

Clique duas vezes em jv.csv para exibir a curva J–V iluminada (??). A corrente permanece aproximadamente constante sob polarização reversa e pequena polarização direta, antes de aumentar rapidamente à medida que a tensão aplicada se aproxima da tensão de circuito aberto. Clique duas vezes em sim_info.dat para analisar o desempenho do dispositivo obtido (??).

Os principais resultados da simulação da célula solar de GaAs/AlGaAs estão resumidos abaixo.

A densidade de corrente de curto-circuito, JSC, mede a fotocorrente quando a tensão aplicada é zero. O seu sinal negativo reflete a convenção de que a corrente fotovoltaica flui no sentido oposto à corrente direta do díodo. A sua magnitude, aproximadamente 26,9 mA cm⁻², indica que uma fração considerável da luz solar incidente é convertida em portadores de carga coletados.

A tensão de circuito aberto, VOC, é a tensão na qual a corrente líquida se torna zero. Nestas condições, a fotogeração é equilibrada pela recombinação, e o dispositivo não consegue mais fornecer corrente a um circuito externo. A VOC calculada de 0,922 V é inferior à tensão interna de 1,387 V, refletindo a influência da recombinação e o número finito de portadores mantidos sob iluminação. Para mais informações, consulte cálculo do potencial interno.

O fator de preenchimento descreve o quão próxima a curva J–V se aproxima de uma forma retangular ideal, enquanto a eficiência de conversão de energia indica a fração da potência ótica incidente que é convertida em energia elétrica:

\[ \mathrm{FF}=\frac{|J_{mp}|V_{mp}}{|J_{SC}|V_{OC}}, \qquad \mathrm{PCE}=\frac{|J_{mp}|V_{mp}}{P_{in}} \]

Para uma densidade de potência incidente de 1000 W m⁻² sob iluminação AM1.5G, a densidade de potência máxima calculada de 200,48 W m⁻² corresponde a eficiência da conversão de energia de 20,05%O fator de preenchimento de aproximadamente 80,8% indica que o dispositivo simulado mantém uma fotocorrente substancial em grande parte da sua faixa de tensão de operação. O ponto de potência máxima ocorre aproximadamente a 0,80 V. A sua posição exata depende da resolução de tensão selecionada no Editor da revista J–V.

A eficiência simulada de aproximadamente 20% demonstra o elevado desempenho fotovoltaico que pode ser alcançado com células solares baseadas em GaAs. O intervalo de energia direto do GaAs permite uma forte absorção ótica, enquanto a camada de AlGaAs ajuda a reduzir as perdas óticas e de recombinação na superfície frontal. Melhorias adicionais podem ser obtidas através da otimização das espessuras das camadas, das concentrações de dopagem e do design ótico. Por exemplo, a adição de um revestimento antirreflexo pode aumentar a fração da luz solar incidente que é absorvida pelo dispositivo; veja o tutorial sobre revestimento antirreflexo.

5. Analise a simulação ótica.

Clique na guia «Ótica», na parte superior da janela principal, para abrir a barra de ferramentas ótica (??). Observe que a intensidade da luz (em unidades solares) está definida em 1,0. Clique em «Matriz de Transferência» para abrir o editor de simulação ótica.

A barra de ferramentas do editor permite-lhe escolher como o perfil de geração ótica é calculado: matriz de transferência, método TMM de diferenças finitas ou perfis mais simples (perfil exponencial, perfil plano, a partir de um ficheiro, a partir de espectros de eficiência quântica, valor constante). Neste exemplo, o modelo destacado é o método TMM de diferenças finitas. Os métodos de matriz de transferência tratam o dispositivo como uma pilha de camadas finas e calculam os campos óticos que se propagam para a frente e para trás em cada camada, tendo em conta a reflexão e a interferência em cada interface e a absorção dentro de cada camada. Clique em «Executar simulação ótica» para recalcular os campos óticos sem executar novamente o modelo elétrico. Para mais informações, consulte O que é o método da matriz de transferência e o método da matriz de transferência no OghmaNano. O separador «Distribuição de fotões» (??) mostra a densidade de fotões em função do comprimento de onda e da profundidade, e o separador «Distribuição de fotões absorvidos» (??) mostra onde esses fotões são absorvidos. Os separadores «Taxa de geração», «Luz refletida» e «Luz transmitida» apresentam o perfil de geração integrado e os espectros de reflexão e transmissão.

Várias características destacam-se nestes mapas:

• As ondas de comprimento curto são absorvidas perto da superfície. O GaAs absorve a luz azul de forma muito intensa, pelo que estes fotões são absorvidos nos primeiros centenas de nanómetros, no emissor e perto da junção.
• Comprimentos de onda mais longos penetram mais profundamente e são absorvidos em toda a camada absorvente de n-GaAs. É por isso que a camada absorvente precisa ter uma espessura de alguns micrômetros.
• A partir de aproximadamente 870 nm, os fotões atravessam todo o dispositivo sem serem absorvidos. Estes fotões têm energias inferiores à banda proibida do GaAs e não conseguem gerar portadores de carga.
• As linhas horizontais escuras que aparecem em determinados comprimentos de onda (por exemplo, perto de 760 nm) correspondem a quedas no espectro AM1.5G incidente, causadas pela absorção atmosférica, e não a características do dispositivo.

Cada fotão absorvido no GaAs cria um par eletrão-lacuna; esta densidade de fotões absorvidos torna-se a taxa de geração \(G\) nas equações de derivação-difusão. A janela de AlGaAs tem uma banda proibida mais ampla do que o GaAs, pelo que os fotões com energias entre as duas bandas proibidas atravessam-na e são absorvidos no GaAs abaixo, onde os portadores resultantes podem ser recolhidos. Os fotões absorvidos na própria janela ou no GaAs muito próximo de uma superfície não passivada têm muito mais probabilidade de se perderem devido à recombinação.

6. Parâmetros dos materiais elétricos

Volte para a janela principal, selecione o separador «Estrutura do dispositivo» e clique em «Parâmetros elétricos» na barra de ferramentas à esquerda. Isso abre o editor de parâmetros elétricos Editor de parâmetros elétricos (??), que contém um separador para cada camada semicondutora. A captura de ecrã mostra a janela Al0.3Ga0.7As selecionada, com o modelo de material geral AlxGa1-xAs exibido no editor de código. A fração de alumínio \(x\) é controlada através do editor de gradientes/deformação (??). A barra de ferramentas também controla a física elétrica: os mecanismos de deriva-difusão e as armadilhas de equilíbrio Shockley-Read-Hall (SRH) estão ativados, enquanto as armadilhas dinâmicas, a recombinação de Auger e o transporte de excitões estão desativados. Estes últimos modelos são particularmente úteis para certos dispositivos semicondutores desordenados, mas não são necessários neste caso.

O OghmaNano permite especificar as propriedades dos materiais diretamente ou calculá-las através de suas base de dados de materiaisPara semicondutores inorgânicos bem caracterizados, como o GaAs, o AlGaAs e o InGaAs, a base de dados fornece modelos para propriedades como a largura da banda proibida e a afinidade eletrónica. mobilidade dos portadores de carga e recombinação, incluindo a sua dependência da composição e da temperatura. Estes modelos são implementados como Scripts Lua, com os materiais disponíveis listados em Biblioteca de modelos de materiais para LuaQuando Roteiro quando o botão é pressionado, o simulador utiliza o modelo de material Lua selecionado. Quando o botão não está pressionado, o simulador utiliza, em vez disso, os valores inseridos diretamente no Parâmetros tab. Esta abordagem mais simples é particularmente útil para semicondutores com estrutura desordenada ou menos bem definida, nos quais os parâmetros dos materiais são frequentemente variados de forma independente.

As duas abordagens também podem ser combinadas, como ilustrado na guia «Parâmetros» (??). Aqui, propriedades como a mobilidade dos portadores, as densidades de estados efetivas, a largura de banda e a afinidade eletrónica são inseridas diretamente, enquanto outras, incluindo os parâmetros da armadilha SRH, são fornecidas pelo modelo Lua e indicadas com a mensagem «Ver script para o valor». Para controlar este comportamento, clique na seta ao lado de «Script» e selecione «Substituir base de dados de materiais» (??). Os parâmetros selecionados utilizam os valores nas caixas de texto, enquanto os parâmetros não selecionados utilizam a base de dados de materiais. Isto é útil para investigar os deslocamentos de banda de heterojunções ou variar parâmetros individuais sem modificar o modelo de material subjacente. O mesmo menu também contém a opção «Importar script de material», que permite selecionar um modelo Lua diferente da base de dados.

Neste exemplo, as mobilidades dos eletrões e das lacunas na direção y, a largura da banda proibida, a afinidade eletrónica, as densidades de estados efetivas e a permissividade relativa são substituídas, enquanto os parâmetros de recombinação continuam a ser obtidos do modelo Lua. Isto é útil ao investigar o alinhamento das bandas em heterojunções, uma vez que a alteração da largura da banda proibida ou da afinidade eletrónica permite variar os deslocamentos das bandas de condução e de valência sem modificar a base de dados de materiais partilhada. As substituições também podem ser utilizadas para análises de variação de parâmetros e comparações com dados experimentais.

O menu «Script» também oferece a opção «Importar script de material», que permite selecionar outro modelo de material a partir da base de dados. Para mais informações, consulte definição de parâmetros elétricos com Lua, a biblioteca de modelos de materiais e a documentação da base de dados de materiais. As definições de materiais específicas do utilizador são armazenadas em oghma_local.

7. Bandas de energia e níveis de quasi-Fermi.

Uma das ferramentas mais úteis para compreender o funcionamento de um dispositivo semicondutor é a visualizador de imagensIsto permite que grandezas como as bandas de energia, as densidades de portadores e os campos elétricos sejam representadas graficamente em diferentes etapas durante uma simulação. Por exemplo, durante uma varredura de corrente-tensão (J–V), o visualizador mostra como essas grandezas variam em função da tensão aplicada, enquanto numa simulação transiente, mostra a sua evolução ao longo do tempo. Para abrir o visualizador, aceda a: Resultado / Saída / Produção selecione e clique duas vezes em snapshots pasta. A barra de deslocamento na parte inferior da janela permite que você avance entre as etapas da simulação. Consulte a documentação do visualizador de imagens para mais informações.

Um ponto de partida interessante é comparar o dispositivo no escuro e sob iluminação. Para simular o dispositivo no escuro, selecione a faixa óptica e defina a intensidade da luz (em unidades solares) para zero (??) e, em seguida, execute novamente a simulação. O diagrama da banda de energia resultante, a aproximadamente 0 V, é mostrado em ??. Observe que os níveis de Fermi dos elétrons e das lacunas coincidem e estão completamente planos em todo o dispositivo. Esta é uma característica do equilíbrio térmico: embora as bandas do semicondutor se curvem consideravelmente, não há corrente líquida fluindo através do dispositivo.

Agora, ajuste novamente a intensidade da iluminação para 1 Sol e execute a simulação. O diagrama de bandas correspondente, a aproximadamente 0 V, é apresentado em ??. As bandas de condução e de valência permanecem semelhantes às que se observam na ausência de luz, mas os níveis quase-Fermi de eletrões e lacunas deixam de coincidir. Em vez disso, separam-se à medida que os eletrões e as lacunas gerados pela luz estabelecem populações de portadores de carga em não equilíbrio dentro do dispositivo.

Ao analisar mais detalhadamente os diagramas de bandas, a característica mais notável é a forte curvatura da banda entre aproximadamente 0,25 µm e 0,55 µm. Isso corresponde à região de depleção da junção p–n de GaAs. Como o absorvedor do tipo n é menos dopado do que o emissor do tipo p, a região de depleção estende-se predominantemente no absorvedor. O campo elétrico interno resultante ajuda a separar os pares elétron-lacuna gerados pela luz, direcionando os elétrons para o contato do tipo n e as lacunas para o contato do tipo p.

Outra característica interessante pode ser observada na superfície iluminada, no ponto de encontro entre a janela de AlGaAs e o emissor de GaAs. A descontinuidade na banda de condução surge das diferentes afinidades eletrónicas e larguras de banda dos dois materiais. Esta heterojunção cria uma barreira de energia que ajuda a impedir que os eletrões minoritários no emissor do tipo p cheguem à superfície frontal, onde poderiam recombinar. Uma pequena alteração também é visível perto da parte traseira do dispositivo, correspondendo à transição para a camada de contacto n+ fortemente dopada.

A diferença entre os níveis quase-Fermi do eletrão e do buraco fornece uma medida do quão distante está o semicondutor do equilíbrio. Para estatísticas de portadores não degeneradas, as populações locais de eletrões e buracos estão relacionadas com esta diferença através de:

\[ np = n_i^2 \exp\left(\frac{E_{F,n}-E_{F,p}}{k_B T}\right) \]

Sob iluminação, a fotogeração aumenta a população de portadores de carga e produz uma separação entre \(E_{F,n}\) e \(E_{F,p}\). Essa separação pode existir dentro do dispositivo, mesmo em curto-circuito, onde a tensão aplicada externamente é zero. Em circuito aberto, a tensão terminal é determinada pela separação do nível quase-Fermi estabelecida nos contatos, sendo que \(qV_{OC}\) corresponde a essa separação para contatos seletivos ideais. A recombinação limita o quão grande essa separação pode ser e, portanto, desempenha um papel central na determinação da tensão de circuito aberto. Ao percorrer a variação de tensão usando o controle deslizante, é possível observar como as bandas de energia e os níveis quase-Fermi evoluem à medida que a célula solar se aproxima de VOC.

9. Investigações adicionais.

10. Resumo e principais aprendizados

Neste tutorial, simulamos uma célula solar de heterojunção GaAs/Al0,3Ga0,7As, composta por uma camada de AlGaAs com grande largura de banda (janela), um emissor de GaAs do tipo p, um absorvedor de GaAs do tipo n e um contato traseiro fortemente dopado. Sob iluminação de uma fonte equivalente a um sol, a simulação fornece uma densidade de corrente de curto-circuito de 26,91 mA cm⁻², uma tensão de circuito aberto de 0,922 V, um fator de preenchimento de 80,8% e uma eficiência de conversão de energia de 20,05%. Estes resultados demonstram como as propriedades óticas e elétricas de uma heterostrutura semicondutora se combinam para determinar o seu desempenho fotovoltaico.

Ao analisar os perfis de geração ótica e os diagramas de bandas de energia, observámos como a luz solar é absorvida nas camadas de GaAs, como o campo elétrico interno separa os portadores fotogerados e como a heterojunção AlGaAs/GaAs introduz desfasamentos de banda que influenciam o transporte e a recombinação de portadores. A comparação do dispositivo no escuro e sob iluminação também demonstrou a importância da divisão do nível de quasi-Fermi e a sua relação com a tensão de circuito aberto.

Por fim, analisámos como o OghmaNano combina cálculos da matriz de transferência ótica com modelagem de deriva e difusão e como a sua base de dados de materiais Lua e o sistema de substituição de parâmetros permitem controlar as propriedades dos semicondutores. Em conjunto, estas ferramentas fornecem uma estrutura para investigar como a espessura da camada, a dopagem, a composição da liga e as propriedades do material influenciam o desempenho do dispositivo. A mesma abordagem pode ser aplicada a outros dispositivos fotovoltaicos de III–V e a heterestruturas de semicondutores.