главная > справочник > химическая энциклопедия:

Галлия арсенид

Галлия арсенид (арсенид галлия) GaAs, темно-серые с фиолетовым оттенком и металлич. блеском кристаллы. решетка кубическая типа сфалерита (а = 0,565321 нм); т. пл. 1238°С; плота. 5,317 г/м³ (20 °С), жидкого 6,00 г/см³ (1238 °С); С° 46,9 Дж/(моль*К); 105,6 кДж/моль, -74,1 кДж/моль; S^o₂₉₈ 64,27 Дж/(моль*К); температурный коэф. объемного расширения 5,93-10^-6 К^-1 (0-252°C; теплопроводность 150Вт/(м*К) при 27 °С; 13,2. Полупроводник. при 27 °С ширина запрещенной зоны 1,428 эВ, подвижность электронов 8500см²/(В*с), дырок 400 см²/(В*с); эффективная масса электронов проводимости т_е = 0,065m₀, дырок m_p = 0,5m₀ (m₀-масса свободного электрона).

Устойчив к кислороду воздуха и парам воды до ~600°С, медленно реагирует с H₂SO₄ и соляной кислотой с выделением AsH₃, под действием HNO₃ пассивируется, растворами щелочей разлагается.

Получают GaAs сплавлением Ga с As под давлением паров As (ок. 100 кПа). Монокристаллы выращивают методами зонной плавки. направленной кристаллизации под давлением паров As или вытягиванием по Чохральскому из-под слоя флюса В₂О₃ под давлением Аг (150 кПа). Эпитаксиальные пленки, а также мелкокристаллич. GaAs получают путем хим. транспортных реакций с Н₂ в кач-ве газа-носителя, например:

4GaAs + 4НС1 2GaCl + 4As + 2Н₂(900 -> 750 °С)

при этом GaAs получают в горячей зоне (900 °С) по р-ции:

2Ga + 2AsCl₃ + 3H₂ -> 2GaAs + 6HC1

Используют также процесс Ga(C₂H₅)₃ + AsH₃ -> GaAs + 3C₂H₆ (ок. 700 °C.

Пленки GaAs получают также из его растворов в расплавленном Ga. Для легирования монокристаллов и пленок используют добавки Те. Se, S, Sn, Zn, Cd, Ge. Монокристаллы с высоким р (10⁸-10⁹ Ом*см) получают с использованием добавок Fe или Сr.

Арсенид галлия – один из осн. полупроводниковых материалов для интегральных микросхем, фотоприемников, СВЧ- и фотодиодов, транзисторов, инжекционных лазеров, оптич. фильтров и модуляторов лазерного излучения, солнечных батарей и др.

Лит.: Арсенид галлия. Получение, свойства и применение, под ред. Ф.П. Касаманлы и Д. Н. Наследова, М., 1973; М ильвидский М. Г., Пелевин О. В., Сахаров Б. А., Физико-химические основы получения разлагающихся полупроводниковых соединений. (На примере арсенида галлия), М., 1974. © П. И. Федоров.