Oxyde de gallium
Caractéristiques
Formule chimique : Ga₂O₃
Dénomination : oxyde de gallium(III) / oxyde de gallium
N° CAS : 12024-21-4
Masse molaire : 187,44 g/mol
Densité : 6,44 g/cm³ (modification β monoclinique)
Point de fusion : environ 1900 °C
Couleur : blanc
Forme : poudre fine ou substrat monocristallin
Largeur de bande interdite de β-Ga₂O₃ : environ 4,8-4,9 eV
Champ électrique critique : environ 8 MV/cm
Solubilité : insoluble dans l'eau, soluble dans les acides minéraux chauds et les bases fortes
L'oxyde de gallium(III) (Ga₂O₃), également connu sous le nom d'oxyde de gallium, est un composé inorganique et un matériau prometteur pour les semi-conducteurs à bande interdite ultra-large. Il est fourni sous forme de poudre blanche fine ou de substrats monocristallins. Son point de fusion d'environ 1900 °C confère au matériau une grande stabilité thermique.
Ga₂O₃ existe sous plusieurs modifications polymorphes, notamment les phases α, β, γ, δ et ε. À température ambiante, la modification β monoclinique β-Ga₂O₃ est la plus stable du point de vue thermodynamique.
L'une des caractéristiques clés de β-Ga₂O₃ est sa bande interdite extrêmement large d'environ 4,8-4,9 eV. Le matériau se caractérise également par un champ électrique critique de l'ordre de 8 MV/cm, ce qui le rend particulièrement prometteur pour l'électronique de puissance et les applications haute tension.
L'oxyde de gallium présente une grande transparence dans l'ultraviolet profond et le domaine visible. Cela permet d'utiliser ce matériau dans des photodétecteurs UV solar-blind et dans d'autres dispositifs optoélectroniques spécialisés. Ga₂O₃ est insoluble dans l'eau, mais se dissout dans les acides minéraux chauds et dans les solutions alcalines fortes.
La production industrielle de l'oxyde de gallium s'effectue notamment par calcination thermique du nitrate, de l'hydroxyde ou de l'oxalate de gallium à des températures supérieures à 800 °C. Les monocristaux peuvent être élaborés directement à partir du bain fondu par les procédés de Czochralski ou EFG.
Si vous vous intéressez aux applications du gallium, son oxyde est particulièrement recherché dans l'électronique de puissance, l'optoélectronique UV, les systèmes de capteurs, les catalyseurs et les technologies en couches minces. L'oxyde de gallium est également utilisé comme matériau de départ pour les cibles de pulvérisation et les revêtements fonctionnels à base d'oxydes.
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Avantages
• Bande interdite ultra-large d'environ 4,8-4,9 eV
• Champ électrique critique élevé d'environ 8 MV/cm
• Matériau prometteur pour l'électronique de puissance haute tension
• Possibilité de croissance de monocristaux directement à partir du bain fondu
• Grande stabilité thermique
• Transparence dans l'UV profond et le visible
• Adapté aux capteurs UV solar-blind
• Possibilité d'utilisation dans des matériaux fonctionnels en couches minces
Domaines d'application
• Électronique de puissance de nouvelle génération
• Diodes Schottky haute tension
• Transistors à effet de champ FET
• Onduleurs pour véhicules électriques et réseaux énergétiques
• Photodétecteurs UV solar-blind
• Contrôle de flamme et mesure de l'ozone
• Systèmes spécialisés de détection UV
• Catalyseurs et capteurs de gaz
• Détection de l'hydrogène et du monoxyde de carbone à haute température
• Technologies en couches minces
• Cibles de pulvérisation
• Revêtements conducteurs transparents à base d'oxydes
• Dopage de l'oxyde de zinc
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