Galyum nitrür
| Galyum nitrür | ||
| ||
 | ||
| __ Ga __ N | ||
| Kimlik | ||
|---|---|---|
| IUPAC adı | Galyum nitrür | |
| N O CAS | ||
| K O AKA | 100.042.830 | |
| GÜLÜMSEME |
N # [Ga] , |
|
| InChI |
InChI: InChI = 1 / Ga.N / rGaN / c1-2 |
|
| Görünüm | sarı toz | |
| Kimyasal özellikler | ||
| Kaba formül |
Ga N [İzomerler] |
|
| Molar kütle | 83,73 ± 0,001 g / mol Ga% 83,27 , N% 16,73 , |
|
| Fiziki ozellikleri | ||
| T ° füzyon | 2.500 ° C | |
| Hacimsel kütle | 6,15 g · cm -3 , katı | |
| Termal iletkenlik | 1,3 W · K -1 · cm -1 | |
| Elektronik özellikler | ||
| Yasak grup | 3.43 eV ile 26.85 ° | |
| Elektronik hareketlilik | 26,85 ° C'de 900 cm² / Vs | |
| Deliklerin hareketliliği | 26,85 ° C'de 170 cm² / Vs | |
| Kristalografi | ||
| Bravais ağı | Altıgen (W), Kübik (ZB) | |
| Tipik yapı | vurtzit | |
| Mesh parametreleri | a = 4.511 Å (ZB), a = 3.188 Å (W), c = 5.185 Å (W) | |
| Önlemler | ||
| 67/548 / EEC sayılı Direktif | ||
 Xi Semboller : Xi : Tahriş edici R İbareleri : R43 : Cilt ile temasında hassasiyet oluşturabilir. S-ibareleri : S24 : Deri ile temasından sakının. S37 : Uygun eldiven giyin. R cümleleri : 43, S-ibareleri : 24, 37, |
||
| Bağıntılı bileşikler | ||
| Diğer katyonlar | Alüminyum nitrür , indiyum nitrür | |
| Diğer anyonlar | Galyum arsenit , galyum fosfit | |
| Aksi belirtilmedikçe SI ve STP birimleri . | ||
Nitrür arasında galyum (GaN) a, geniş bant aralığı yarı iletken yasaklanmış ( 3.4 eV kullanılan) Optoelektronik ve yüksek güç ve yüksek frekans cihazları. İçsel yarı iletken özelliklere sahip ikili bir bileşiktir (grup III / grup V). İyonlaştırıcı radyasyona karşı duyarsızdır (diğer tüm Grup III nitrürler gibi), bu da onu uydu güneş panelleri için uygun bir malzeme yapar.
Kullanım tarihi
1993 yılına kadar , mavi renkte yayan tek ışık yayan diyotlar ( LED'ler ) , iyi yarı iletken özelliklerine sahip olmak için katkılanması gereken bir malzeme olan silisyum karbüre dayanıyordu . Ancak bu katkı, emisyon gücünü zayıflatır ve bu cihazları ticari olarak kullanılamaz hale getirir.
Daha verimli galyum nitrür ile değiştirilmesiyle, Nichia tarafından istihdam edilen Japon Shuji Nakamura ekibi , farklı GaN bazlı alaşımlar üzerinde oynayarak, üreticilerin tüm görünür spektrumu kapsayacak renk paletini tamamladı ve bu, LED ekranlar gibi uygulamaları mümkün kıldı. , beyaz diyotlar ve mavi lazerler. Lazer diyotlar mavinin teknolojisinde kullanılan Blu-ray disk DVD değiştirmeleri (örneğin, kullanılan PlayStation 3 ila Sony ).
İlk galyum nitrür LED'leri , safir üzerinde buhar biriktirme (CVD) ile oluşturulan ince bir nitrür filmi kullandı . O zamandan beri, safir ve GaN arasındaki ağ uyumsuzluğu ve termal genleşmeden kaynaklanan kısıtlamaların üstesinden gelmek için, çinko oksit , silikon veya silisyum karbür gibi diğer substratlar (az çok başarıyla) kullanıldı .
Galyum nitrür bazlı yüksek güçlerde ve / veya yüksek frekanslarda çalışan sistemlerin ticari potansiyeli önemlidir. Mikrodalgalar alanında çalışan radyo dalgası amplifikatörleri gibi, yüksek hızlı kablosuz iletimlerde kullanılanlar veya hatta elektrik şebekelerindeki yüksek voltaj anahtarları gibi uygulamalardan söz edilebilir. Hatta GaN transistörlerinin mikrodalga fırınlarda magnetronların yerini alabileceği düşünülüyor .
Özellikleri
Manganez gibi uygun bir geçiş elementi ile katkılanan galyum nitrür spintronik bir materyal haline gelir ("spin tabanlı elektroniklerden" oluşan İngiliz neolojizminden, bkz. Manyetik yarı iletken ).
GaN nanotüpler ayrıca nanoelektronik, optoelektronik ve biyokimyadaki uygulamalar için başarıyla üretilmiştir .
Galyum nitrür çok serttir, mekanik olarak stabildir ve yüksek ısı kapasitesine sahiptir. Saf haliyle çatlamaya direnir.
GaN, n-tipi bir yarı iletken haline gelmek için silikon ile veya p-tipi için magnezyum ile takviye edilebilir. Bununla birlikte, katkı atomları malzemeye gerilimler getirir. Bu durumda biriken katman belirli bir kalınlığa ulaştığında, GaN tabakası bu gerilmelerden dolayı çatlar. Sonuç olarak, safir veya farklı yapıdaki başka herhangi bir alt tabaka üzerindeki GaN gofretler kusur bakımından zengindir: büyük bir kristal için cm² başına 0,1 kusurdan, safir gibi bir alt tabakada cm² başına yaklaşık 1 milyar kusur. Bu kusurlar, GaN üzerinde üretilen bileşenlerin düzgün işleyişini bozma sonucuna sahiptir. Bugünkü çözüm, farklı kristal yapıya sahip malzemeler arasında "yumuşak" bir geçiş sağlayacak "tampon" olarak adlandırılan tabakalar kullanılarak malzemede mevcut gerilmelerin azaltılmasından ibarettir. Bu tampon tabakaları, bir epitaksiden diğerine farklı bir doğaya sahiptir , ancak genel olarak, bir AlGaN tipi alaşımdan oluşurlar .
GaN ve InN karışımları oluşturarak çeşitli boşluklara sahip yarı iletkenler de üretebiliriz . Boşluğun genişliği malzemedeki InN oranına bağlıdır ve yapısal kusurlara tolerans yüksektir.
Ayrıca görün
Notlar
- hesaplanan moleküler kütlesi " Elements 2007 Atom ağırlıkları " üzerine www.chem.qmul.ac.uk .
- (inç) Bodie E. Douglas, Shih-Ming Ho, Kristal Katıların Yapısı ve Kimyası , Pittsburgh, PA, ABD, Springer Science + Business Media, Inc.,2006, 346 s. ( ISBN 0-387-26147-8 )