化合物半導體

矽是單元素半導體——從頭到尾都是純矽。但你也可以用兩種或更多不同的元素配對，讓它們合起來模仿矽的成鍵方式，從而造出一種半導體。其結果便是化合物半導體：一種由不止一種原子構成、卻表現得像單一而井然有序的半導體材料的晶體。

經典的配方，是把一個外層有三顆電子的元素，與一個外層有五顆電子的元素結合，使平均每個原子分擔四根鍵，正如矽那樣。由鎵和砷組成的砷化鎵，就是著名的例子。另一些家族則配對週期表第二族與第六族的元素。通過選擇搭檔——以及把三四種元素混在一起——工程師便能調出任何單一元素都給不了的能隙和性能。

化合物半導體之所以重要，是因為它們能做矽做不到的事：砷化鎵和氮化鎵能高效發光，用於發光二極體和雷射器，又能高速開關，用於高頻電台；而能隙類型不對的矽，是個無可救藥的差勁發光體。誠實的取捨在於成本與難度——化合物更難生長得無缺陷，更昂貴，原料往往也更稀缺，所以在矽的弱點無關緊要之處，矽依舊稱王。