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磷化镓 | 12063-98-8

中文名称: 磷化镓
英文名称: gallanylidynephosphane
CAS No.: 12063-98-8
分子式: GaP
分子量: 100.6968
详细信息

英文别名:Gallium phosphide;Gallium monophosphide;

EINECS 235-057-2;
LogP:0.17000
物化性质
磷化镓的晶体结构为闪锌矿型,晶格常数5.447±0.06埃,化学键是以共价键为主的混合键,其离子键成分约为20%,300K时能隙为2.26eV,属于间接跃迁型半导体。磷化镓与其他宽带隙Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体(如GaAS、 InP)相同,可通过引入深中心使费米能级接近带隙中部,如掺入铬、铁、氧等杂质元素可成为半绝缘材料。尚未得到非掺杂半绝缘材料。 

安全信息

安全信息
符号:GHS07
信号词:警告
危害声明:H319; H335
警示性声明:P261; P305 + P351 + P338
危险品运输编码:UN 3288
危险类别码:R36/37
安全说明:S26
危险品标志:Xi

合成方法

目前主要用高压单晶炉液体密封技术和外延方法制备磷化镓晶体。液体密封直拉法采用高压单晶炉,将多晶磷化镓加入单晶炉的合金石英坩埚中,再经抽真空、熔化,在充以5.5Mpa氩气压下,用三氧化二硼液封拉晶。因磷化镓分解压力很大,在典型生长条件下,有一定量的磷溢出并与三氧化二硼作用,使三氧化二硼透明性变差,并有部分冷凝在观察孔上妨碍观察,为此可用X射线扫描及称量法等来控制晶体直径,制得磷化镓单晶成品。

合成溶质扩散法(SSD法)将镓放入石英坩埚中,镓源温度在1100~1150℃之间,坩埚底部放磷化镓籽晶处温度为1000~1050℃,磷源温度为420℃,这时产生约0.1Mpa磷蒸气压,在1150℃磷化镓的离解压为0.67Pa,所以在0.1Mpa磷蒸气压下,磷化镓可以稳定生长。开始时,磷蒸气与处在高温的镓表面反应生成磷化镓膜。此磷化镓溶于下面的镓液中并向坩埚底部扩散,由于坩埚底部温度较低,当磷化镓超过溶解度时,就会析出晶体,如磷源足够,最后会将镓液全部变成磷化镓晶体。磷化镓外延生长用上述方法制备的单晶主要用来作衬底。用液、气相外延方法能用来制备薄膜单晶。

磷化镓液相外延方法主要有浸渍法、转动法和滑动舟法。目前采用较多的是滑动舟法。气相外延主要有:Ga-PCI3-H2;GaHCl-PH3-H2;GaP-H2O(HCl)-H2系统和MOCVD法(金属有机热分解气相生长法)。最近采用InP与InP;aAsP多层结构半导体开发了具有光增幅、光演算、光记忆等功能的元件。

用途

用于太阳能电池转换率高的InGaAsP/InP等半导体中。 发光二极管大量用于控制灯、显示仪表或面发光元件等,发光二极管所用磷化物半导体有GaP、GaAsP等。红色发光二极管使用GaP或GaAsP等。黄、橙色发光二极管以GaAsP为主体。

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