El fosfuro de galio ( Ga P ), un fosfuro de galio , es un material semiconductor compuesto con una banda prohibida indirecta de 2,24 eV a temperatura ambiente. El material policristalino impuro tiene la apariencia de piezas de color naranja pálido o grisáceo. Los monocristales sin dopar son anaranjados, pero las obleas fuertemente dopadas parecen más oscuras debido a la absorción de portadores libres. Es inodoro e insoluble en agua.
Lingotes GaP (impuros) | |
Oblea GaP (calidad de dispositivo electrónico) | |
Nombres | |
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Nombre IUPAC Fosfuro de galio | |
Otros nombres Fosfuro de galio (III) gallanilidinofosfano | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.031.858 |
PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
Brecha | |
Masa molar | 100,697 g / mol [1] |
Apariencia | sólido naranja pálido |
Olor | inodoro |
Densidad | 4,138 g / cm 3 [1] |
Punto de fusion | 1.457 ° C (2.655 ° F; 1.730 K) [1] |
insoluble | |
Brecha de banda | 2,24 eV (indirecto, 300 K) [2] |
Movilidad de electrones | 300 cm 2 / (V · s) (300 K) [2] |
-13,8 × 10 - 6 cgs [2] | |
Conductividad térmica | 0,752 W / (cm · K) (300 K) [1] |
Índice de refracción ( n D ) | 2,964 (10 µm), 3,209 (775 nm), 3,590 (500 nm), 5,05 (354 nm) [3] |
Estructura | |
Estructura cristalina | Blenda de zinc |
Grupo espacial | T 2 d - F -4 3m |
Constante de celosía | a = 544,95 p. m. [4] |
Geometría de coordinación | Tetraédrico |
Termoquímica | |
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | −88,0 kJ / mol [5] |
Peligros | |
NFPA 704 (diamante de fuego) | 3 1 0 |
punto de inflamabilidad | 110 ° C (230 ° F; 383 K) |
Compuestos relacionados | |
Otros aniones | Nitruro de galio Arseniuro de galio Antimonuro de galio |
Otros cationes | Fosfuro de aluminio Fosfuro de indio |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
GaP tiene una microdureza de 9450 N / mm 2 , una temperatura de Debye de 446 K (173 ° C) y un coeficiente de expansión térmica de 5,3 × 10 - 6 K −1 a temperatura ambiente. [4] El azufre , el silicio o el telurio se utilizan como dopantes para producir semiconductores de tipo n . El zinc se utiliza como dopante para el semiconductor de tipo p .
El fosfuro de galio tiene aplicaciones en sistemas ópticos. [6] [7] [8] Su constante dieléctrica estática es 11,1 a temperatura ambiente. [2] Su índice de refracción varía entre ~ 3,2 y 5,0 en todo el rango visible, que es más alto que en la mayoría de los otros materiales semiconductores. [3]
La luz emite diodos
El fosfuro de galio se ha utilizado en la fabricación de diodos emisores de luz (LED) rojos, naranjas y verdes de bajo costo con brillo de bajo a medio desde la década de 1960. Se utiliza de forma independiente o junto con fosfuro de arseniuro de galio .
Los LED Pure GaP emiten luz verde a una longitud de onda de 555 nm. GaP dopado con nitrógeno emite luz de color amarillo verdoso (565 nm), GaP dopado con óxido de zinc emite rojo (700 nm).
El fosfuro de galio es transparente para la luz amarilla y roja, por lo que los LED GaAsP-on-GaP son más eficientes que GaAsP-on- GaAs .
Crecimiento de cristales
A temperaturas superiores a ~ 900 ° C, el fosfuro de galio se disocia y el fósforo se escapa en forma de gas. En el crecimiento de cristales a partir de una fusión de 1500 ° C (para obleas LED), esto debe evitarse reteniendo el fósforo con una capa de óxido bórico fundido en una presión de gas inerte de 10 a 100 atmósferas. El proceso se llama crecimiento de Czochralski encapsulado líquido (LEC), una elaboración del proceso de Czochralski utilizado para las obleas de silicio.
Referencias
- ↑ a b c d Haynes, pág. 4.63
- ↑ a b c d Haynes, pág. 12,85
- ↑ a b Haynes, pág. 12.156
- ↑ a b Haynes, pág. 12.80
- ^ Haynes, pág. 5,20
- ^ Wilson, Dalziel J .; Schneider, Katharina; Hönl, Simon; Anderson, Miles; Baumgartner, Yannick; Czornomaz, Lukas; Kippenberg, Tobias J .; Seidler, Paul (enero de 2020). "Fotónica no lineal de fosfuro de galio integrado" . Nature Photonics . 14 (1): 57–62. arXiv : 1808.03554 . doi : 10.1038 / s41566-019-0537-9 . ISSN 1749-4893 . S2CID 119357160 .
- ^ Cambiasso, Javier; Grinblat, Gustavo; Li, Yi; Rakovich, Aliaksandra; Cortés, Emiliano; Maier, Stefan A. (8 de febrero de 2017). "Cerrar la brecha entre la nanofotónica dieléctrica y el régimen visible con antenas de fosfuro de galio sin pérdidas". Nano Letras . 17 (2): 1219-1225. doi : 10.1021 / acs.nanolett.6b05026 . hdl : 10044/1/45460 . ISSN 1530-6984 . PMID 28094990 .
- ^ Rivoire, Kelley; Lin, Ziliang; Hatami, Fariba; Masselink, W. Ted; Vučković, Jelena (7 de diciembre de 2009). "Segunda generación armónica en nanocavidades de cristal fotónico de fosfuro de galio con potencia de bomba de onda continua ultrabaja" . Optics Express . 17 (25): 22609–22615. arXiv : 0910.4757 . doi : 10.1364 / OE.17.022609 . ISSN 1094-4087 . PMID 20052186 . S2CID 15879811 .
Fuentes citadas
- Haynes, William M., ed. (2016). Manual CRC de Química y Física (97ª ed.). Prensa CRC . ISBN 9781498754293.
enlaces externos
- GaP . refractiveindex.info
- Archivo de datos Ioffe NSM
- Proveedor de obleas GaP: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.