Фосфид галлия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фосфид галлия
Элементарная ячейка кристаллов типа цинковой обманки.
__ Ga     __P
Общие
Хим. формула GaP
Физические свойства
Молярная масса 100,70 г/моль
Плотность 4,138 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 1477 °C
Т. кип. разлагается °C
Т. всп. 110 °C
Химические свойства
Растворимость в воде нерастворим
Оптические свойства
Показатель преломления 3,02 (2,48 мкм), 3,19 (840 нм), 3,45 (550 нм), 4,30 (262 нм)
Структура
Координационная геометрия тетраэдрическая
Кристаллическая структура типа цинковой обманки
Классификация
Рег. номер CAS 12063-98-8
PubChem
Рег. номер EINECS 235-057-2
SMILES
InChI
RTECS LW9675000
ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Фосфи́д га́ллия (химическая формула GaP) — бинарное неорганическое химическое соединение галлия и фосфора. При нормальных условиях оранжево-жёлтые кристаллы.

Непрямозонный полупроводник из класса AIIIBV с шириной запрещённой зоны 2,27 эВ (при 300 К).

Используется для изготовления светодиодов зелёного, жёлтого и красного цветов излучения.

Физические свойства[править | править код]

Общие[править | править код]

При нормальных условиях жёлтые, немного оранжевые кристаллы или мелкокристаллический жёлтый порошок. Крупные нелегированные монокристаллы светло-оранжевые, после легировании приобретают более тёмный цвет.

Кристаллизуется в кубической структуре типа цинковой обманки. пространственная группа T2d-F-43m, постоянная решётки 0,5451 нм.

Температура плавления 1447 °C. При атмосферном давлении разлагается на элементы, не достигнув температуры кипения, при этом элементарный фосфор улетучивается в виде паров. Плотность 4,138 г/см3.

Не растворим в воде.

Полупроводниковые и оптические свойства[править | править код]

Является непрямозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны 2,27 эВ при 300 K. Подвижность электронов 250 см2/(В·с), подвижность дырок 75 см2/(В·с) при 300 K.

При легировании монокристаллов серой или теллуром приобретает электронный тип проводимости, легирование цинком придаёт дырочный тип проводимости.

Показатель преломления 4,3; 3,45; 3,18 для длин волн 262 нм (ультрафиолетовое излучение), 550nbsp;нм (зелёный свет) и 840 нм (ближний инфракрасный диапазон) соответственно, и выше, чем в большинстве оптических материалов, например, показатель преломления алмаза 2,4[1].

Получение[править | править код]

Получают длительным нагреванием стехиометрических количеств галлия и фосфора в инертной атмосфере при повышенном давлении.

Крупные монокристаллы выращивают из расплава оксида бора при повышенном давлении (10—100 атм для исключения разложения на элементы при высокой температуре) в инертной атмосфере, обычно — в аргоне. Этот метод выращивания монокристаллов иногда называют жидкофазным методом Чохральского — представляющим собой развитие традиционного метода Чохральского, применяемого для выращивания крупных монокристаллов, например, кремния.

Применение[править | править код]

Начиная с 1960-х годов используется для изготовления недорогих светодиодов. Недостаток этого материала — относительно быстрая деградация светового выхода при высоких плотностях протекающего тока и чувствительность к повышению температуры. Иногда используется в гетероструктурах совместно с арсенидом-фосфидом галлия.

Фосфид галлия также применяется в качестве оптического материала в оптических приборах.

Светодиоды, изготовленные из чистого фосфида галлия, излучают зелёный свет с максимумом на длине волны 555 нм, при легировании азотом максимум спектра излучения сдвигается в жёлтую часть видимого спектра (560 нм), легирование цинком ещё более сдвигает излучение в длинноволновую часть спектра (700 нм).

Так как фосфид галлия хорошо прозрачен для жёлтого света, светодиодные структуры из фосфида галлия на арсениде-фосфиде галлия более эффективны, чем структуры из фосфида галлия на арсениде галлия.

См. также[править | править код]

Литература[править | править код]

  • Радауцан С. И., Максимов Ю. И., Негрескул В. В., Пышкин С. Л. Фосфид галлия. — Кишинев, 1969

Ссылки[править | править код]

Примечания[править | править код]