El trióxido de galio (III) es un compuesto inorgánico de fórmula Ga 2 O 3 . Existe como varios polimorfos , todos los cuales son sólidos blancos insolubles en agua. Aunque no existen aplicaciones comerciales, Ga 2 O 3 es un intermedio en la purificación de galio, que se consume casi exclusivamente como arseniuro de galio . [6] La conductividad térmica de β-Ga 2 O 3 es al menos un orden de magnitud más baja que la de los otros semiconductores de banda prohibida amplia, como GaN y SiC. [7]Se reduce aún más para nanoestructuras relacionadas que generalmente se utilizan en dispositivos electrónicos. [7] La integración heterogénea con sustratos de alta conductividad térmica como el diamante y el SiC ayuda a disipar el calor de los componentes electrónicos de β-Ga 2 O 3 . [8] [9]
El trióxido de galio se precipita en forma hidratada tras la neutralización de una solución ácida o básica de sal de galio. Además, se forma al calentar galio en el aire o al descomponer térmicamente el nitrato de galio a 200–250 ˚C. Puede ocurrir en cinco modificaciones diferentes, α, β, γ, δ y ε. De estas modificaciones, el β-Ga 2 O 3 es la forma más estable. [10]
El trióxido de galio (III) es anfótero . [14] Reacciona con óxidos de metales alcalinos a alta temperatura para formar, por ejemplo, NaGaO 2 , y con óxidos de Mg, Zn, Co, Ni, Cu para formar espinelas , por ejemplo, MgGa 2 O 4 . [15]
Se disuelve en álcali fuerte para formar una solución del ion galato, Ga (OH)-
4.
Puede reducirse a subóxido de galio (óxido de galio (I)) Ga 2 O por H 2 . [17] o por reacción con galio metálico: [18]
El β-Ga 2 O 3 , con un punto de fusión de 1900 ˚C, es la modificación cristalina más estable. Los iones de óxido están en una disposición de empaquetamiento más cercana cúbica distorsionada, y los iones de galio (III) ocupan sitios tetraédricos y octaédricos distorsionados, con distancias de enlace Ga-O de 1,83 y 2,00 Å respectivamente. [19]
El α-Ga 2 O 3 tiene la misma estructura ( corindón ) que el α-Al 2 O 3 , en el que los iones Ga tienen una coordenada 6. γ-Ga 2 O 3 tiene una estructura de espinela defectuosa similar a la de γ-Al 2 O 3 . [20]