La famille des semi-conducteurs est très vaste puisqu’elle va des éléments IV (Si, Ge), aux composés III-V (AlAs, GaAs, InAs, AlSb, AlN…), II-VI (ZnTe,
ZnS, ZnO…), I-VII (CuCl) et même II-IV-V2 (tel ZnSiP2) ou encore I-III-VI2 .
Les atomes III-V ne possèdent que III électrons de valence sur leurs dernières orbitales s et p. La liaison III-V résulte donc de l’hybridation des orbitales atomiques (liaison covalente) avec, en plus, pour les atomes II-VI une partie ionique non négligeable qui provient de la différence de nature entre l’élément VI, très électronégatif (anion), et l’élément II (cation). La liaison II-
VI est donc iono-covalente au contraire de la IV-IV (Si, Ge) elle, est purement covalente. C’est cette ionicité qui va conférer aux II-VI leurs propriétés remarquables …les bonnes (forte bande interdite, fortes interactions coulombiennes) comme les moins bonnes (faible rigidité).
Le caractère covalent, donc directionnel, de la liaison III-V impose, lui, à chaque anion d’être au centre d’un tétraèdre formé par les cations et réciproquement. La structure cristalline de compacité maximale qui en résulte (34%) est cubique .
On sait que la maille blende revient à une cubique face centrée dans laquelle les sites tétraédriques non contigus sont tous occupés, soit une multiplicité de 8 atomes par maille (dont autant de cations que d’anions). Le rôle des deux ions étant symétrique, la maille blende se décompose donc en deux sous-réseaux cubiques faces centrées imbriqués, décalés d’un quart de la grande diagonale du cube, l’un étant occupé par l’anion (P, As ou Sb), l’autre par le cation (Al, Ga ou In) cf. L’arête du cube, notée a, est le paramètre de maille du matériau.

Paramètre de maille cubique à 300° K. Composés GaAs AlAs InP GaP InAs GaSb InSb AlSb a (Å) 5.6533 5.6611 5.8687 5.4505 6.0583 6.0960 6.4790 6.1355

Revenons au comportement des semi-conducteurs, qui est comme celui des métaux et des isolants il est décrit via