גליום ניטריד

גליום ניטריד (Gallium Nitride, GaN) הוא מוליך למחצה בינארי ממשפחת III-V המורכב מהיסודות גליום וחנקן. לגליום ניטריד פער אנרגיה ישיר המקנה לו יתרונות ביישומים אלקטרואופטיים. השימוש הנפוץ ביותר של הגליום ניטריד הוא בדיודות פולטות אור (LED), מאז שנות התשעים.

גביש גליום ניטריד (GaN)

המבנה הגבישי של גליום ניטריד הוא מבנה וורציט (Wurzite).

גליום ניטריד הוא חומר בעל קשיות גבוהה והוא בעל מבנה גבישי הקסגונלי המכונה וורצייט (Wurzite). גבישים טהורים של גליום ניטריד שקופים לאורכי הגל הנראה.

לגליום ניטריד פער אנרגיה רחב של 3.4 אלקטרון וולט, המאפשר יישומים מיוחדים באלקטרואופטיקה והתקנים להספק גבוה ולתדרים גבוהים. גליום ניטריד הוא המצע המאפשר דיודות פולטות אור בצבע סגול (באורך גל של 405 ננומטר), מבלי הצורך להשתמש במניפולציות אופטיות.

תכונות

גליום ניטריד הוא בעל קשיות גבוהה ויציבות מכנית. כמו כן, הוא בעל מוליכות תרמית וקיבול חום גבוהים. גליום ניטריד הוא מוליך למחצה בעל פער אנרגיה ישיר רחב של 3.4 אלקטרון וולט.

ניתן לגדל שכבות אפיטקסיאליות של גליום ניטריד על מצעים כגון ספיר או סיליקון קרביד. החומר אינו נסדק למרות אי התאמה בפרמטר הסריג עם מצעים אלה.

ניתן לאלח (לסמם) גליום ניטריד באמצעות אטומים של חמצן או סיליקון ליצירת מוליך למחצה מסוג N, ולאלח באמצעות מגנזיום לקבלת מוליך למחצה מסוג P. עם זאת, הוספת סיליקון ומגנזיום עלולה לגרום לחומר להיות פריך יותר.

בדומה לניטרידים אחרים של הטור השלישי בטבלה המחזורית, לגליום ניטריד רגישות נמוכה לקרינה מייננת. עובדה זו הופכת אותו למתאים ליישומים של תאים סולריים עבור לוויינים ויישומים נוספים בחלל. מפני שהתקני גליום ניטריד מסוגלים לתפקד בטמפרטורות ובמתחים גבוהים יותר מאשר גליום ארסניד, הוא שימושי מאוד עבור מגברי הספק בתדרי מיקרוגל.

גליום ניטריד מהווה את אחד האבות של המוליך למחצה הטרנרי אלומיניום גליום ניטריד (AlGaN), המשמש לעיתים ביחד עם גליום ניטריד בהתקנים.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא גליום ניטריד בוויקישיתוף

• תכונות אלקטרוניות של גליום ניטריד

ערך זה הוא קצרמר בנושא כימיה ובנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.