Nitruro de galio ( Ga N )

nitruro de galio ( Ga N ) es un binario III / V bandgap directo semiconductores de uso común en brillantes diodos emisores de luz desde la década de 1990. The compound is a very hard material that has a Wurtzite crystal structure . El compuesto es un material muy duro que tiene una estructura cristalina Wurtzita . Its wide band gap of 3.4 eV affords it special properties for applications in optoelectronic , high-power and high-frequency devices. Su amplia banda prohibida de 3,4 eV ofrece sus propiedades especiales para aplicaciones en optoelectrónica , de alta potencia y dispositivos de alta frecuencia. For example, GaN is the substrate which makes violet (405 nm) laser diodes possible, without use of nonlinear optical frequency-doubling . Por ejemplo, GaN es el sustrato que hace violeta (405 nm) láser de diodos de lo posible, sin el uso de óptica no lineal de frecuencia doble . Its sensitivity to ionizing radiation is low (like other group III nitrides ), making it a suitable material for solar cell arrays for satellites . Su sensibilidad a la radiación ionizante es baja (al igual que otros del grupo III nitruros ), por lo que es un material adecuado para la célula solar arrays para satélites . Because GaN transistors can operate at much hotter temperatures and work at much higher voltages than gallium arsenide (GaAs) transistors, they make ideal power amplifiers at microwave frequencies. Debido a que los transistores de GaN pueden funcionar a temperaturas mucho más caliente y el trabajo a mayor tensión mucho más arseniuro de galio (GaAs) transistores, amplificadores de potencia hacen ideal a frecuencias de microondas.

Propiedades físicas GaN is a very hard, mechanically stable material with large heat capacity . In its pure form it resists cracking and can be deposited in thin film on sapphire or silicon carbide , despite the mismatch in their lattice constants . GaN can be doped with silicon (Si) or with oxygen to N-type and with magnesium (Mg) to p-type ; however, the Si and Mg atoms change the way the GaN crystals grow, introducing tensile stresses and making them brittle. Gallium nitride compounds also tend to have a high spatial defect frequency, on the order of a hundred million to ten billion defects per square centimeter. GaN es muy dura y estable mecánicamente con material de gran capacida calorífica . En su forma pura que resiste el agrietamiento y pueden ser depositados en capa fina sobre zafiro o de carburo de silicio , a pesar de la falta de coincidencia en sus constantes de red . puede GaN ser dopado con silicio (Si) o con oxígeno de tipo N y con el magnesio (Mg) a tipo p ; Sin embargo, el "Sí" y los átomos de Mg cambiar la forma de los cristales de GaN crecer, la introducción de tensiones de tracción y haciéndolos quebradizos. galio nitruro de compuestos también tienden a tener una frecuencia espacial defecto alta, del orden de un cien millones hasta diez mil millones defectos por centímetro cuadrado. GaN-based parts are very sensitive to electrostatic discharge . Basados en GaN partes son muy sensibles a las descargas electrostáticas.

Evolucion
GaN cristalina de alta calidad se puede obtener a baja temperatura depositado capa de tecnología de amortiguación. Esta calidad cristalina de alta GaN llevó al descubrimiento de GaN tipo p, de unión pn blue/UV- LED y la temperatura ambiente- emisión estimulada (indispensables para la acción láser). Esto ha llevado a la comercialización de los LED de alto rendimiento azul y violeta-vida-láser de diodos de largo, y al desarrollo de la base de nitruro de dispositivos tales como detectores de UV y de alta velocidad -transistores de efecto de campo .
High-brightness GaN light-emitting diodes (LEDs) completed the range of primary colors, and made applications such as daylight visible full-color LED displays, white LEDs and blue laser devices possible. De alto brillo de GaN diodos emisores de luz (LED) completaban la gama de colores primarios,hizo aplicaciones tales como la luz del día visible color del LED muestra llena, los LEDs blancos y azules con láser los dispositivos posibles. The first GaN-based high-brightness LEDs were using a thin film of GaN deposited via MOCVD on sapphire . El brillo de los LED GaN--base de alta primero estaban usando una fina capa de GaN depositado a través de MOCVD sobre zafiro . Other substrates used are zinc oxide , with lattice constant mismatch only 2%, and silicon carbide (SiC). Group III nitride semiconductors are in general recognized as one of the most promising semiconductor family for fabricating optical devices in the visible short-wavelength and UV region. Otros sustratos utilizados son el óxido de zinc , con una constante de red no coincide sólo el 2%, y el carburo de silicio (SiC). Grupo de semiconductores de nitruro III, en general, reconocido como uno de los semiconductores de la familia más prometedora para la fabricación de dispositivos ópticos en el espectro visible a corto longitud de onda y de la región UV.
The very high breakdown voltages, high electron mobility and saturation velocity of GaN has also made it an ideal candidate for high-power and high-temperature microwave applications, as evidenced by its high Johnson's Figure of Merit . El reparto de tensiones de muy alta, alta movilidad de electrones y la velocidad de saturación de GaN también ha hecho un candidato ideal para la alta potencia de microondas y la temperatura de las aplicaciones de alto, como lo demuestra su alta figura de Johnson al Mérito . Potential markets for high-power/high-frequency devices based on GaN include microwave radio-frequency power amplifiers (such as used in high-speed wireless data transmission) and high-voltage switching devices for power grids. Los mercados potenciales para los dispositivos basados en GaN high-power/high-frequency incluyen microondas , radiofrecuencia amplificadores de potencia (tales como los utilizados en la velocidad de transmisión de datos inalámbrica de alta) y de alta tensión de dispositivos de conmutación de redes eléctricas. A potential mass-market application for GaN-based RF transistors is as the microwave source for microwave ovens, replacing the magnetrons currently used. Un mercado masivo potencial de aplicación basado en RF GaN transistores es como la fuente de microondas para hornos de microondas , para sustituir a las magnetrones se utilizan actualmente. The large band gap means that the performance of GaN transistors is maintained up to higher temperatures than silicon transistors. El boquete de la venda grande significa que el rendimiento de los transistores de GaN se mantiene hasta temperaturas más altas que los transistores de silicio. First gallium nitride metal/oxide semiconductor field-effect transistors (GaN MOSFET ) were experimentally demonstrated in 1993 and they are being actively developed. En primer lugar nitruro de galio metal / óxido de semiconductores transistores de efecto de campo (GaN MOSFET ) se demostró experimentalmente en 1993 y que están siendo desarrollados.

Bárbara Scarlett Betancourt Morales

CAF