氧化镓

氧化镓是镓最稳定的氧化物，化学式为Ga2O3，是一种无机化合物，白色的晶体粉末，具有两性。它是作为制造宽带隙半导体的一部分。

制备
氧化镓可以通过在空气中加热金属镓或在200~250℃热分解硝酸镓得到。氧化镓有五种形态——α, β, γ, δ和ε，其中β-Ga2O3是最稳定的形态。Bailar, J; Emeléus, H; Nyholm, R; Trotman-Dickenson, A. Comprehensive Inorganic Chemistry. 1973, 1, 1091

 β-Ga2O3可以通过在1000℃加热硝酸镓、乙酸镓、草酸镓或其它有机衍生物得到。通过化学气相沉积在980℃也能制得β-Ga2O3。郭彦, 吴强, 王喜章. 氧化镓纳米带的合成和发光性质研究. 无机化学学报, 2005. 21(5)
 2 C + Ga2O3 → Ga2O + 2 CO
 Ga2O3 + 3 C → 2 Ga + 3 CO
 2 Ga2O + 2 O2 → 2 Ga2O3
 4 Ga + 3 O2 → 2 Ga2O3
 α-Ga2O3可以通过在65 kbar与1100℃加热β-Ga2O3得到。其水合物可以通过在500℃分解沉淀并老化的氢氧化镓得到。
 γ-Ga2O3通过在400~500℃迅速加热氢氧化镓凝胶得到。多晶体可以通过直接的溶剂热反应制备。Playford, H. Y; Hannon, A. C; Barney, E. R; Walton, R. I. Chem. Eur. J. 2013, 19, 2803
 δ-Ga2O3由Ga(NO3)3在250˚C热分解得到。
 ε-Ga2O3可以通过550℃短暂加热δ-Ga2O3 30分钟得到。

化学性质
氧化镓可以和碱金属氧化物在高温反应，产生偏镓酸盐，如NaGaO2；和Mg、Zn、Co、Ni、Cu的氧化物加热形成尖晶石型晶体，如MgGa2O4。The Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium, Anthony John Downs, 1993, ISBN 075140103X , ISBN 978-0751401035
它溶于碱金属氢氧化物溶液，形成羟基配离子。

它和氯化氢气体在氩气气氛中反应，生成无水三氯化镓GaCl3：Inorganic Reactions and Methods, the Formation of Bonds to Halogens (Part 2), J J Zuckerman, Ed: A P Hagen, eBook, 17 September 2009, Wiley-VCH Verlag GmbH, ISBN  9780470145395
 Ga2O3 + 6 HCl → 2 GaCl3 + 3 H2O

和氟气反应，产生无水氟化镓；溶于50%氢氟酸，生成氟化镓的三水合物：无机化学丛书 第二卷 铍 碱土金属 铝 镓分族. 科学出版社. pp 556. 2.12 氧化物、氢氧化物
 Ga2O3 + 6 HF → 2 GaF3·3H2O

它可以被氢气还原为氧化亚镓（一氧化镓）Ga2O，Determination of Gallium in a Cerium Surrogate and in Drops from a Copper Collector by ICP as Model Studies for the Removal of Gallium from Plutonium, HF Koch, LA Girard, DM Roundhill - ATOMIC SPECTROSCOPY, 1999, vol 20, 1, 30也可以被单质镓还原：ADVANCES IN INORGANIC CHEMISTRY AND RADIOCHEMISTRY, Volume 5, The chemistry of Gallium, N.N. Greenwood, ED H. J. Emeleus, A. G. Sharpe 1963, Elsevier, Academic Press 
 Ga2O3 + 2 H2 → Ga2O + 2 H2O
 Ga2O3 + 4 Ga → 3 Ga2O

 應用 
氧化鎵是一種重要的功能性材料。人們正在研究將它們用於雷射、螢光粉和發光材料，並且已證明它們具有催化特性，可作為半導體結中的絕緣屏障。Dai, Z; Pan, Z; Wang, Z. J. Phys. Chem. B. 2002, 106, 902.。

穩定的氧化物单斜晶系β-氧化鎵（III）用於氣體传感器、螢光粉、發光材料和太陽能電池的電介質塗層。透明導體在深紫外線領域的應用潛力也已被證實。Reiben, M; Henrion, W; Hong, M; Mannaerts, J; Fleischer, M. Applied Physics Letters. 2002, 81, 251.

 參看 
 納米技術

参考文献

Category:镓化合物
Category:氧化物