fosfuro de galio

El 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 se presenta en forma de piezas de color naranja pálido o grisáceo. Los monocristales sin dopar son de color naranja, pero las obleas fuertemente dopadas se ven más oscuras debido a la absorción de portadores libres . Es inodoro e insoluble en agua.

El GaP tiene una microdureza de 9450 N/mm² ^, una temperatura de Debye de 446 K (173 °C) y un coeficiente de expansión térmica de 5,3 × 10⁻⁶. ⁻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 las piedras preciosas como el diamante o las lentes no 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) rojos, naranjas y verdes de bajo costo y brillo bajo a medio desde la década de 1960. Se utiliza solo o junto con fosfuro de arseniuro de galio .

Los LED de GaP puro emiten luz verde con una longitud de onda de 555 nm. El GaP dopado con nitrógeno emite luz amarillo-verde (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 libera en forma de gas. En el crecimiento de cristales a partir de una fusión a 1500 °C (para obleas LED), esto debe evitarse conteniendo el fósforo con una capa de óxido bórico fundido en una atmósfera de gas inerte con una presión de 10 a 100 atmósferas. Este proceso se denomina crecimiento Czochralski encapsulado en líquido (LEC), una variante del proceso Czochralski utilizado para obleas de silicio.

Referencias

1 2 3 4 Haynes, pág. 4.63
1 2 3 4 Haynes, pág. 12.85
1 2 Haynes, pág. 12.156
1 2 Haynes, pág. 12.80
↑ Haynes, pág. 5.20
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↑ Cambiasso, Javier; Grinblat, Gustavo; Li, Yi; Rakovich, Aliaksandra; Cortés, Emiliano; Maier, Stefan A. (2017-02-08). "Acortando la brecha entre la nanofotónica dieléctrica y el régimen visible con antenas de fosfuro de galio prácticamente sin pérdidas" . 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 (2009-12-07). "Generación de segundo armónico en nanocavidades de cristal fotónico de fosfuro de galio con potencia de bombeo de onda continua ultrabaja" . Optics Express . 17 (25): 22609– 22615. arXiv : 0910.4757 . Bibcode : 2009OExpr..1722609R . doi : 10.1364 /OE.17.022609 . ISSN 1094-4087 . PMID 20052186. S2CID 15879811 .

Fuentes citadas

Haynes, William M., ed. (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97.ª ed.). CRC Press . ISBN 9781498754293.

Enlaces externos

GaP.refractiveindex.info
Archivo de datos de Ioffe NSM. Archivado el 24 de septiembre de 2015 en Wayback Machine.

[crc-1] 1 2 3 4 Haynes, pág. 4.63

[crc3-2] 1 2 3 4 Haynes, pág. 12.85

[crc4-3] 1 2 Haynes, pág. 12.156

[crc2-4] 1 2 Haynes, pág. 12.80

[5] Haynes, pág. 5.20

[6] 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 .

[7] Cambiasso, Javier; Grinblat, Gustavo; Li, Yi; Rakovich, Aliaksandra; Cortés, Emiliano; Maier, Stefan A. (2017-02-08). "Acortando la brecha entre la nanofotónica dieléctrica y el régimen visible con antenas de fosfuro de galio prácticamente sin pérdidas" . 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 .

[8] Rivoire, Kelley; Lin, Ziliang; Hatami, Fariba; Masselink, W. Ted; Vučković, Jelena (2009-12-07). "Generación de segundo armónico en nanocavidades de cristal fotónico de fosfuro de galio con potencia de bombeo de onda continua ultrabaja" . Optics Express . 17 (25): 22609– 22615. arXiv : 0910.4757 . Bibcode : 2009OExpr..1722609R . doi : 10.1364 /OE.17.022609 . ISSN 1094-4087 . PMID 20052186. S2CID 15879811 .

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