光电新风向——氮化镓

 

根据维基百科词条，氮化镓（GaN、Gallium nitride）是氮和镓的化合物，是一种 III 族和 V 族的直接能隙（direct bandgap）的半导体。自1990年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿，硬度很高。氮化镓的能隙很宽，为3.4电子伏特，可以用在高功率、高速的光电元件中，例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管，可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器（Diode-pumped solid-state laser）的条件下，产生紫光（405nm）激光。
2014年，日本名古屋大学和名城大学教授赤崎勇、名古屋大学教授天野浩和美国加州大学圣塔芭芭拉分校教授中村修二因发明蓝光LED而获得当年的诺贝尔物理奖。
氮化镓 ( GaN ) 是一种宽禁带的直接带隙半导体，它有着很宽的直接带隙，很高的击穿场强，很高的热导率和非常好的物理、化学稳定性。此外，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，具有较高的稳定性。物理外观上一般为黄色粉末，类铅锌矿晶体，摩尔质量为 83.73 g/mol g · mol ⁻ ¹，熔点在 2500 ° C 以上，密度为 6.15 g/cm3。遇水能产生化学反应，且不可燃。
氮化镓的应用范围十分广阔，可以承受更高的工作电压，可在200℃以上的高温下工作，同时具有高功率密度、低能耗、适合高频率、支持宽带宽等特点，在光电转换方面性能突出，在微波信号传输方面效率很高，广泛应用于照明、显示和通讯（尤其是5G）领域。还被广泛用于军工电子、通讯、功率器件、集成电路、光电子等领域中。