Galliumarsenidifosfidi

Galliumarsenidifosfidi (engl. gallium arsenide phosphide, GaAsP) on galliummetallista, puolimetalli arseenista ja epämetalli fosforista koostuva epäorgaaninen yhdiste. Yhdiste kuuluu sähkön- ja lämmönjohtavuusominaisuuksiensa vuoksi puolijohdeseosten ryhmään ja se muodostuu galliumarsenidista (GaAs) sekä galliumfosfidista (GaP). Galliumarsenidifosfidin rakenteeseen vaikuttaa näiden kahden puolijohdeyhdisteen seossuhde. Seossuhde vaikuttaa myös aineen ulkomuotoon, jolloin sen värisävy voi vaihdella galliumarsenidin harmaan metallinkiiltoisesta galliumfosfidin punaiseen sävyyn.

Galliumarsenidifosfidi on ihmiselle ja ympäristölle myrkyllistä. Lisäksi sillä on karsinogeenisiä ominaisuuksia, koska yhdisteen hajotessa muodostuu arseenioksideja, arseenihydridejä sekä alkuainemuotoista arseenia.

Käyttö

Galliumarsenidifosfidia käytetään galliumarsenidin (GaAs), galliumantimonidin (GaSb) ja galliumfosfidin (GaP) tavoin puolijohdemateriaalina sähkölaitteissa sekä sen termisiä ja optisia ominaisuuksia soveltavissa mittauslaitteissa. Eräitä tällaisia perinteisiä laitteita ovat diodit, laserit, LED:it sekä transistorit. Nykyään galliumarsenidifosfidia käytetään myös aurinkokennoissa, radiometrissä sekä nanoteknologisten materiaalien kehitystyössä.

Galliumarsenidifosfidin sähkön- ja lämmönjohtokykyä on tutkittu vuosikymmenten ajan altistamalla sitä erilaisille säteilylähteille (röntgensäteily, valoluminesenssi, UV-valo jne.). Kokeissa sen sähköisiä ominaisuuksia on paranneltu lisäämällä seokseen typpikaasua tai indiumia. Indiumin lisäyksellä on pyritty muodostamaan puolijohdeseosta Ga_xIn_1-xP_yAs_1-y, jolla olisi samankaltaisia ominaisuuksia (hilarakenne, lämmönjohtavuus, sähkönjohtavuus) kuin indiumfosfidilla.

GaAsP-levyjä on käytetty ultraviolettisäteilyä absorboivien pintojen päällystämiseen, jotta ehkäistään pintojen epähomogeeninen säteilyn vastaanottaminen. Galliumarsenidifosfidi on kuitenkin herkkä ilmankosteudelle ja ilman sisältämälle happikaasulle, minkä vuoksi GaAsP-levyjä käsitellään yleensä hapettumisen estämiseksi kullalla.

Lähteet

• Galliumarsenidifosfidin käyttöturvallisuustiedote, Ace Royal Tech Inc., TYNTEK CORPORATION, viitattu 25.12.2014.
• American Elements, viitattu 25.12.2014.
• Adachi, Sadao. (2007): Lattice Thermal Conductivity of Group-IV and III–V Semiconductor Alloys, Journal of Applied Physics, 102 (6), 063502.
• Degheidy, A. R. ym. (2012): Optoelectronic Properties of GaAs_1-xP_x Alloys under the Influence of Temperature and Pressure, Superlattices Microstructures, 52 (2), s. 336–348.
• Ferhat, M. (2004): Computational Optical Band Gap Bowing of III–V Semiconductors Alloys, Physica status solidi (b), 241(10), R38–R41.
• Haavisto, Anja ym. (2003): MAOL-taulukot. MAOL ry., Helsinki, Otava, s. 156–159.
• Noorma, M. ym. (2005). Characterization of GaAsP Trap Detector for Radiometric Measurements in Ultraviolet Wavelength Region, Review of Scientific Instruments, 76 (3), 033110.
• Sato, T. & Imai, M. (2002): Characteristics of Nitrogen-Doped GaAsP Light-Emitting Diodes, Japanese Journal of Applied Physics, 41 (Part 1, Number 10), s. 5995–5998. Tiivistelmä.
• Tro, Nivaldo J. (2008): Chemistry: A Molecular Approach. New Jersey, Pearson Education, Prentice Hall, s. 377–381.
• Zheng, X. H. ym. (2003): Structural and Optical Properties of Strain-Compensated GaAsSb/GaAs Quantum Wells with High Sb Composition, Applied Physics Letters, 83 (20), s. 4149–4151.