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. 

גליום ניטריד הוא חומר בעל קושיות גבוהה והוא בעל מבנה גבישי הקסגונלי המכונה וורציט (Wurzite). גבישים נקיים של גליום ניטריד הם 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 קושיות 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 דקות של גליום ניטריד על מצעים כגון ספיר או סיליקון קרביד. החומר אינו נסדק למרות אי התאמה בפרמטר הסריג מול 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. בגלל שגליום ניטריד מסוגל לעבוד 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

 תכונות אלקטרוניות של גליום ניטריד

מוליכים למחצה
תרכובות אי-אורגניות
גליום: תרכובות
חנקן: תרכובות