Azotek galu
| |||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||
| Charakterystyka fizyczna | |||||||||||||||||
| szare kryształy lub proszek | |||||||||||||||||
| Wzór Hilla |
GaN | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
83,73 g/mol | ||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||
| Inne aniony | |||||||||||||||||
| Inne kationy | |||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||
Azotek galu, GaN – nieorganiczny związek chemiczny, niewystępujący naturalnie, stosowany głównie jako materiał półprzewodnikowy w optoelektronice, m.in. w laserach półprzewodnikowych (np. niebieski laser), diodach elektroluminescencyjnych, detektorach i przetwornikach elektroakustycznych.
Otrzymywanie
Podstawowe metody syntezy azotku galu:
- Metoda wodorkowa (HVPE) polegająca na syntezie GaN z chlorku galu i amoniaku
- Metoda syntezy z roztworu azotu w galu (wysokociśnieniowa).
- Metoda syntezy z w obecności nadkrytycznego amoniaku (metoda amonotermalna)
Właściwości
W postaci monokrystalicznej tworzy bezbarwne lub lekko zabarwione kryształy. Azotek galu jest bardzo twardym materiałem, jego moduł ściśliwości wynosi około 245 GPa, a twardość wyznaczona metodą Vickersa 12 GPa. Krystalizuje w heksagonalnej strukturze wurcytu o stałych sieciowych a = 3,189 i c = 5,185 Å. Jest również odporny chemicznie, nie trawi go większość kwasów i zasad, w szczególności jego powierzchnia galowa wykazuje ogromną odporność chemiczną. Azotek galu jest półprzewodnikiem prostoprzerwowym o wartości przerwy zabronionej w środku strefy Brillouina około 3,45 eV, co oznacza, że jest on przezroczysty dla całego zakresu widzialnego. Azotek galu jest materiałem piezoelektrycznym i ze względu na obniżoną symetrię sieci krystalicznej również materiałem piroelektrycznym.
Azotek galu ma temperaturę topnienia 2200 °C, przy równowagowym ciśnieniu azotu 6 GPa. Pod ciśnieniem atmosferycznym rozkłada się w temperaturze około 1000 °C.
Zastosowanie
Azotek galu jest wykorzystywany do produkcji białych, nadfioletowych, fioletowych, niebieskich i zielonych diod elektroluminescencyjnych oraz laserów nadfioletowych, fioletowych, niebieskich i zielonych[potrzebny przypis]. Znajduje również zastosowanie w tranzystorach o wysokiej ruchliwości elektronów (HEMT), urządzeniach mikrofalowych i radiowych oraz w energoelektronice. Opracowywane są także diody Schottky’ego wykorzystujące GaN i zaprojektowane do pracy przy wysokich napięciach i dużych mocach.
Przypisy
- 1 2 3 4 CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-63, ISBN 978-1-4987-5429-3, OCLC 961861918 (ang.).
- 1 2 3 Gallium nitride [PDF], karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich, Merck, 27 kwietnia 2024, numer katalogowy: 481769 [dostęp 2026-10-27].
- ↑ Tadao Hashimoto, Feng Wu, James S. Speck, Shuji Nakamura, A GaN bulk crystal with improved structural quality grown by the ammonothermal method, „Nature Materials”, 6 (8), 2007, s. 568–571, DOI: 10.1038/nmat1955 [dostęp 2026-10-27] (ang.).
- ↑ Maciej Matys i inni, Mg-implanted vertical GaN junction barrier Schottky rectifiers with low on resistance, low turn-on voltage, and nearly ideal nondestructive breakdown voltage, „Applied Physics Letters”, 121 (20), 2022, DOI: 10.1063/5.0106321 [dostęp 2026-10-27] (ang.).