Azotek galu

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Azotek galu
Kryształ azotku galu. Z archiwum IWC PAN
Kryształ azotku galu. Z archiwum IWC PAN
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny GaN
Masa molowa 83,73 g/mol
Identyfikacja
Numer CAS 25617-97-4
PubChem 117559[3]
Podobne związki
Inne aniony GaF, GaAs GaSb
Inne kationy BN AlN
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Azotek galu (GaN) – nieorganiczny związek chemiczny, naturalnie nieistniejący uzyskiwany jedynie syntetycznie, stosowany głównie jako materiał półprzewodnikowy w optoelektronice, m.in. w laserach półprzewodnikowych (np. niebieski laser), diodach elektroluminescencyjnych, detektorach i przetwornikach elektroakustycznych.

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

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. Azotek galu jest materiałem krystalizującym w heksagonalnej strukturze wurcytu o stałych sieciowych a = 3,189 i c = 5,185 Å. Jest również bardzo odporny chemicznie, nie trawi się w większości 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.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Azotek galu stanowi podstawę struktur używanych w produkcji białych, UV, fioletowych, niebieskich i zielonych diod elektroluminescencyjnych oraz laserów UV, fioletowych, niebieskich i zielonych. Trzeba jednak pamiętać, że w prawie wszystkich tych przyrządach światło jest emitowane z azotku indowo-galowego. Azotek galu posiada temperaturę topnienia 2200 °C, przy równowagowym ciśnieniu azotu 6 GPa. W ciśnieniu atmosferycznym azotek galu rozkłada się temperaturze około 1000 °C.

Produkcja[edytuj | edytuj kod]

Podstawowe metody syntezy azotku galu to:

  • 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)[4]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 1,2 Azotek galu (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski. [dostęp 2011-06-24].
  2. Azotek galu (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-24].
  3. Azotek galu – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  4. T. Hashimoto, F. Wu, JS. Speck, S. Nakamura. A GaN bulk crystal with improved structural quality grown by the ammonothermal method.. „Nat Mater”. 6 (8), s. 568-571, 2007. doi:10.1038/nmat1955. PMID 17603489.