窒化ガリウム
結晶構造はウルツ鉱構造と閃亜鉛鉱構造の2種類を取りうるが、前者がエネルギー的に安定であり、よく使われている。ウルツ鉱構造の格子定数は、a軸が 3.18 Å、c軸が 5.17 Å である。
バンドギャップは室温において約 3.4 eV で、波長では約 365 nm に相当し、紫外領域の光源となる。微量のインジウム (In) を加えて InGaN 結晶にすることで紫色、青色の光源として用いることができる。発光ダイオードによる光の三原色のひとつとして交通信号機やディスプレイに用いられる。
GaN は他の半導体と比較して、
熱伝導率が大きく放熱性に優れている
高温での動作が可能
電子の飽和速度が大きい
絶縁破壊電圧が高い
などの優位性から半導体デバイスとしての応用が大いに期待されている。
電子デバイスへの応用は、AlGaN/GaNのヘテロ構造を利用した高周波デバイスが先行している。これは、GaNの持つピエゾ効果によりヘテロ界面に発生する高密度の二次元電子ガスを利用できるためである。 また、高い絶縁破壊耐圧を持つことから、損失の低いパワーデバイスを実現できると考えられる。