氮化鎵
氮化鎵（GaN、Gallium nitride）是氮和鎵的化合物，是一種III族和V族的直接能隙（direct bandgap）的半導體，自1990年起常用在發光二極體中。此化合物結構類似纖鋅礦，硬度很高。氮化鎵的能隙很寬，為3.4電子伏特，可以用在高功率、高速的光電元件中，例如氮化鎵可以用在紫光的雷射二極體，可以在不使用非線性半导体泵浦固体激光（Diode-pumped solid-state laser）的條件下，產生紫光（405 nm）雷射。
| 氮化鎵 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Gallium nitride | |
| 识别 | |
| CAS号 | 25617-97-4  |
| PubChem | 117559 |
| ChemSpider | 105057 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | JMASRVWKEDWRBT-MDMVGGKAAI |
| RTECS | LW9640000 |
| 性质 | |
| 化学式 | GaN |
| 摩尔质量 | 83.73 g/mol g·mol⁻¹ |
| 外观 | 黃色粉末 |
| 密度 | 6.15 g/cm3 |
| 熔点 | >2500°C[1] |
| 溶解性（水） | 會和水反應 |
| 能隙 | 3.4 eV（300 K, direct） eV |
| 电子迁移率 | 440 cm2/（V·s，300 K） |
| 熱導率 | 2.3 W/（cm·K，300 K）[2] |
| 折光度n D |
2.429 |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 纖鋅礦 |
| 空间群 | C6v4-P63mc |
| 晶格常数 | a = 3.186 Å, c = 5.186 Å [3] |
| 配位几何 | 正四面體 |
| 危险性 | |
| 欧盟编号 | 未列出 |
| 闪点 | 不可燃 |
| 相关物质 | |
| 其他阴离子 | 磷化鎵 砷化鎵 銻化鎵 |
| 其他阳离子 | 氮化硼 氮化鋁 氮化銦 |
| 相关化学品 | 砷化鋁鎵 砷化銦鎵 磷鉮化鎵 氮化鋁鎵 氮化銦鎵 |
| 若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。 | |
如同其他III族元素的氮化物，氮化镓对电离辐射的敏感性较低，这使得它适合用于人造卫星的太阳能电池阵列。军事的和空间的应用也可能受益，因为氮化镓设备在辐射环境中显示出稳定性[4]。相比砷化镓（GaAs）晶体管，氮化镓晶体管可以在高得多的温度和电压工作运行，因此它们是理想的微波频率的功率放大器。
2020年起，氮化鎵功率半導體開始大量用於3C產品的充電器，與傳統碳化矽相比，轉換效率高、耗能較小，可支援快速充電且體積更小易攜帶[5]。
參考資料
- T. Harafuji and J. Kawamura. . Appl. Phys. 2004, 96 (5): 2501. doi:10.1063/1.1772878.
- Mion, Christian. "Investigation of the Thermal Properties of Gallium Nitride Using the Three Omega Technique." Diss. North Carolina State University. Raleigh, 2005. Web, Aug 12, 2011. http://repository.lib.ncsu.edu/ir/bitstream/1840.16/5418/1/etd.pdf 页面存档备份，存于.
- Bougrov V., Levinshtein M.E., Rumyantsev S.L., Zubrilov A., in Properties of Advanced Semiconductor Materials GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe. Eds. Levinshtein M.E., Rumyantsev S.L., Shur M.S., John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001, 1–30
- Lidow, Alexander; Witcher, J. Brandon; Smalley, Ken. (PDF). GOMAC Tech Conference. March 2011 [2016-09-14]. （原始内容存档 (PDF)于2013-11-07）.
- . 天下雜誌. 2020-12-14.
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