氮化鎵,分子式GaN,英文名稱Gallium nitride,是氮和鎵的化合物,是一種直接能隙(direct bandgap)的半導體,自1990年起常用在發光二極管中。此化合物結構類似纖鋅礦,硬度很高。氮化鎵的能隙很寬,為3.4電子伏特,可以用在高功率、高速的光電元件中,例如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管,可以在不使用非線性半導體泵浦固體激光器(Diode-pumped solid-state laser)的條件下,產生紫光(405nm)激光。
AlN可穩定到2200℃。室溫強度高,且強度隨溫度的升高下降較慢。導熱性好,熱膨脹系數小,是良好的耐熱沖擊材料。抗熔融金屬侵蝕的能力強,是熔鑄純鐵、鋁或鋁合金理想的坩堝材料。氮化鋁還是電絕緣體,介電性能良好,用作電器元件也很有希望。化鎵表面的氮化鋁涂層,能保護它在退火時免受離子的注入。氮化鋁還是由六方氮化硼轉變為立方氮化硼的催化劑。室溫下與水緩慢反應.可由在氨或氮氣氛中800~1000℃合成,產物為白色到灰藍色粉末。或由Al2O3-C-N2體系在1600~1750℃反應合成,產物為灰白色粉末。或氯化鋁與氨經氣相反應制得.涂層可由AlCl3-NH3體系通過氣相沉積法合成
氮化鈦(TiN)具有典型的NaCl型結構,屬面心立方點陣,晶格常數a=0.4241nm,其中鈦原子位于面心立方的角頂。TiN是非化學計量化合物,其穩定的組成范圍為TiN0.37-TiN1.16,氮的含量可以在一定的范圍內變化而不引起TiN結構的變化。TiN粉末一般呈黃褐色,超細TiN粉末呈黑色,而TiN晶體呈金。TiN熔點為2950℃,密度為5.43-5.44g/cm3,莫氏硬度8-9,抗熱沖擊性好。TiN熔點比大多數過渡金屬氮化物的熔點高,而密度卻比大多數金屬氮化物低,因此是一種很有特色的耐熱材料。TiN的晶體結構與TiC的晶體結構相似,只是將其中的C原子置換成N原子
aN材料系列是一種理想的短波長發光器件材料,GaN及其合金的帶隙覆蓋了從紅色到紫外的光譜范圍。自從1991年日本研制出同質結GaN藍色 LED之后,InGaN/AlGaN雙異質結超亮度藍色LED、InGaN單量子阱GaNLED相繼問世。目前,Zcd和6cd單量子阱GaN藍色和綠色 LED已進入大批量生產階段,從而填補了市場上藍色LED多年的空白。以發光效率為標志的LED發展歷程見圖3。藍色發光器件在高密度光盤的信息存取、全光顯示、激光打印機等領域有著巨大的應用市場。隨著對Ⅲ族氮化物材料和器件研究與開發工作的不斷深入,GaInN超高度藍光、綠光LED技術已經實現商品化,現在世界各大公司和研究機構都紛紛投入巨資加入到開發藍光LED的競爭行列
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