Hispanopedia WikiEl fosfuro de galio ( GaP ), 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 de color naranja, pero las obleas fuertemente dopadas aparecen más oscuras debido a la absorción de portadores libres. Es inodoro e insoluble en agua.
El 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 el rango visible, que es más alto que en la mayoría de los demás materiales semiconductores. [3] En su rango transparente, su índice es más alto que casi cualquier otro material transparente, incluidas piedras preciosas como el diamante o lentes sin óxido como el sulfuro de zinc .
Diodos emisores de luz
El fosfuro de galio se ha utilizado en la fabricación de diodos emisores de luz (LED) de bajo costo de color rojo, naranja y verde con brillo bajo a medio desde la década de 1960. Se utiliza solo o junto con fosfuro de arseniuro de galio .
Los LED GaP puros emiten luz verde a una longitud de onda de 555 nm. El GaP dopado con nitrógeno emite luz verde amarillenta (565 nm), mientras que el GaP dopado con óxido de zinc emite luz roja (700 nm).
El fosfuro de galio es transparente a la luz amarilla y roja, por lo tanto, los LED de GaAsP sobre GaP son más eficientes que los de GaAsP sobre 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 masa fundida a 1500 °C (para obleas LED), esto se debe evitar manteniendo el fósforo dentro con una capa de óxido bórico fundido a una presión de gas inerte de 10 a 100 atmósferas. El proceso se denomina crecimiento de Czochralski encapsulado en líquido (LEC), una elaboración del proceso de Czochralski utilizado para obleas de silicio.
Referencias
- ^ abcd Haynes, pág. 4.63
- ^ abcd Haynes, pág. 12.85
- ^ de Haynes, pág. 12.156
- ^ de 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 integrada de fosfuro de galio". 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). "Cerrando la brecha entre la nanofotónica dieléctrica y el régimen visible con antenas de fosfuro de galio sin pérdidas efectivas". Nano Letters . 17 (2): 1219– 1225. Bibcode :2017NanoL..17.1219C. 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). "Generación de segundo armónico en nanocavidades de cristales fotónicos de fosfuro de galio con potencia de bombeo de onda continua ultrabaja". Optics Express . 17 (25): 22609– 22615. arXiv : 0910.4757 . Código Bibliográfico :2009OExpr..1722609R. doi :10.1364/OE.17.022609. ISSN 1094-4087. PMID 20052186. S2CID 15879811.
Fuentes citadas
- Haynes, William M., ed. (2016). Manual de química y física del CRC (97.ª edición). CRC Press . ISBN 9781498754293.
Enlaces externos
- GaP. índicerefractivo.info
- Archivo de datos de Ioffe NSM