Galliumarsenidi

galliumarsenidi
Galliumarsenidikiteitä, kiillotettuja ja viimeistelemättömiä
Kenraali
Chem. kaava	GaAs
Fyysiset ominaisuudet
Osavaltio	kovia , tummanharmaita kuutiokiteitä
Moolimassa	144,64 g/ mol
Lämpöominaisuudet
Lämpötila
•  sulaminen	1238 °C
Rakenne
Kristallirakenne	sinkkiseos a = 0,56533 nm
Luokitus
Reg. CAS-numero	1303-00-0
PubChem	14770
Reg. EINECS-numero	215-114-8
Hymyilee	[Ga]#[As]
InChI	InChI = 1S/As.GaJBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N
RTECS	LW8800000
YK-numero	1557
ChemSpider	14087 ja 22199223
Turvallisuus
Myrkyllisyys	Ei tutkittu, hydrolyysituotteet ovat myrkyllisiä
NFPA 704	yksi 3 2W
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Galliumarsenidi (GaAs) on galliumin ja arseenin kemiallinen yhdiste . Tärkeä puolijohde , kolmas teollisessa käytössä piin ja germaniumin jälkeen . Sitä käytetään mikroaaltointegroitujen piirien ja transistoreiden , LEDien , laserdiodin , Gunn-diodin , tunnelidiodin , valoilmaisimien ja ydinsäteilyn ilmaisimien luomiseen.

Fysikaaliset ominaisuudet

Se näyttää tummanharmailta kiteiltä, ​​joilla on metallinen kiilto ja violetti sävy, sulamispiste 1238 °C [1] .

Fysikaalisten ominaisuuksien suhteen GaAs on hauraampi ja vähemmän lämpöä johtava materiaali kuin pii. Galliumarsenidisubstraatit ovat paljon vaikeampia valmistaa ja noin viisi kertaa kalliimpia kuin piisubstraatit, mikä rajoittaa tämän materiaalin käyttöä.

Kemialliset ominaisuudet

Kestää ilman happea ja vesihöyryä 600 °C:n lämpötilaan asti . Se hajoaa alkaliliuoksissa , reagoi rikki- ja suolahapon kanssa vapauttaen arsiinia ja passivoituu typpihapossa [1] .

Elektroniset ominaisuudet

• Kaistaväli 300 K - 1,424 eV
• Elektronien tehollinen massa  on 0,067 m e
• Valoreikien tehollinen massa  on 0,082 m e
• Raskaiden reikien tehollinen massa  on 0,45 m e
• Elektronien liikkuvuus 300 K - 8500 cm² / (V s)
• Reikien liikkuvuus 300 K - 400 cm²/(V s)

Jotkut GaA:n elektronisista ominaisuuksista ovat parempia kuin piin . Galliumarsenidilla on suurempi elektronien liikkuvuus, minkä ansiosta laitteet voivat toimia jopa 250 GHz:n taajuuksilla.

GaAs- puolijohdelaitteet tuottavat vähemmän kohinaa kuin piilaitteet samalla taajuudella. Koska GaA:ssa on korkeampi sähkökenttävoimakkuus kuin Si:ssä, galliumarsenidilaitteet voivat toimia suuremmalla teholla. Näiden ominaisuuksien ansiosta GaA:ta käytetään laajalti puolijohdelasereissa ja joissakin tutkajärjestelmissä. Galliumarsenidiin perustuvilla puolijohdelaitteilla on korkeampi säteilynkestävyys kuin piillä, mikä johtaa niiden käyttöön säteilyolosuhteissa (esimerkiksi avaruudessa toimivissa aurinkokennoissa ) .

GaAs on suoravälinen puolijohde , mikä on myös sen etu. GaA:ita voidaan käyttää optoelektronisissa laitteissa : LEDeissä , puolijohdelasereissa .

Galliumarsenidin monimutkaisia ​​kerrosrakenteita yhdistettynä alumiiniarsenidiin (AlAs) tai Al x Ga 1-x As ternäärisiin liuoksiin ( heterorakenteita ) voidaan kasvattaa käyttämällä molekyylisuihkuepitaksia (MBE) tai MOS-hydridiepitaksia. Koska vakioritilät sopivat lähes täydellisesti , kerroksilla on alhainen mekaaninen rasitus ja ne voidaan kasvattaa mielivaltaiseen paksuuteen.

Kaistan rakenteen parametrit

• Kaistaväli : Г-laaksossa E g Г  - 1,519 eV;
• Varshni-parametri : α(Г) - 0,5405 meV/K; β(G) - 204 K
• Kaistaväli X -laaksossa E g X  - 1,981 eV
• Varshni-parametri: α( X ) - 0,460 meV/K; β( X ) - 204 K
• Kaistaväli L -laaksossa E g L  - 1,815 eV
• Varshni-parametri: a( L ) - 0,605 meV/K; β( L ) - 204 K
• Spin-rata-jako Δ  eli - 0,341
• Efektiivinen elektronimassa Г-laaksossa m e * (Г) - 0,067
• Pituussuuntainen efektiivinen elektronimassa L -laaksossa m l * ( L ) - 1.9
• Transversaalinen efektiivinen elektronimassa L -laaksossa m t * ( L ) - 0,0754
• Pituussuuntainen efektiivinen elektronimassa X -laaksossa m l * ( X ) - 1.3
• Transversaalinen efektiivinen elektronimassa X -laaksossa m t * ( X ) - 0,23
• Luttinger-parametrit : 1  - 6,98; 2  - 2,06; 3  - 2,93
• Elastiset vakiot : c 11  - 1221 GPa; c 12  - 566 GPa; c 44  - 600 GPa

Turvallisuus

Galliumarsenidin myrkyllisiä ominaisuuksia ei ole tutkittu yksityiskohtaisesti, mutta sen hydrolyysituotteet ovat myrkyllisiä (ja syöpää aiheuttavia ).

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 Fedorov, 1988 .

Kirjallisuus

• Fedorov P.I. Galliumarsenidi // Chemical Encyclopedia  : 5 osassa / Ch. toim. I. L. Knunyants . - M . : Neuvostoliiton tietosanakirja , 1988. - T. 1: A - Darzana. - S. 481. - 623 s. - 100 000 kappaletta.  - ISBN 5-85270-008-8 .

Linkit

• Galliumarsenidin fysikaaliset ominaisuudet