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L'mwdgarseniuro di gallio è il mwdwcomposto binario mweacovalente formato dal mweqgallio con l'mwegarsenico.cite-ref-3[3] È un composto non molecolare avente mwfwformula minima GaAs, dove sia il gallio che l'arsenico sono entrambi mwgatetracoordinati e mwgqtetraedrici. L'arseniuro di gallio è un tipico mwggsemiconduttore del tipo III-V.cite-ref-4[4] Si presenta come un materiale cristallino di media mwhwdurezza, 4,5 sulla mwiascala di Mohs,cite-ref-5[5] sensibilmente meno del germanio (6,0) o del silicio (6,5),cite-ref-6[6] avente la struttura mwkqcubica della mwkgsfalerite (mwkwZnS).cite-ref-32-7-0[7] Il cristallo di GaAs è strettamente mwmaisoelettronico a quello di mwmqgermanio ed anche ad esso mwmgisostrutturale; ne differisce per il valore del mwmwmwnaband gap, che è circa il doppio, e per il fatto che esso è di tipo mwnqdiretto,cite-ref-8[8] caratteristica di primaria importanza in applicazioni di mwogoptoelettronica.cite-ref-9[9]

Per queste caratteristiche e per essere caratterizzato da un'alta mwqamobilità elettrica dei portatori liberi di mwqqcarica (mwqgelettroni e mwqwlacune), trova applicazioni nei dispositivi elettronici ad alta velocità e nei dispositivi emettitori di luce (componenti per mwramicroonde, diodi mwrqLED e mwrglaser, componenti per lettori mwrwDVD e per mwsaradar automobilistici), nonché nelle mwsqcelle fotovoltaiche.cite-ref-10[10]

• Proprietà e struttura

• Sintesi del composto

• Note

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

L'arseniuro di gallio è un composto mwugtermodinamicamente stabile, la sua formazione dagli elementi è mwuwesotermica, anche se non di molto: mwvaΔHƒ° = −87,7±0,5mwvw kmwwaJ/mwwqmol.cite-ref-11[11]

L'arseniuro di gallio GaAs è formato dall'unione 1:1 di gallio, avente 3 elettroni esterni (4mwxwsmwya2 4mwyqpmwyg1), con l'arsenico con 5 elettroni esterni (4mwywsmwza2 4mwzqpmwzg3), a formare un cristallo in cui vi sono 8 elettroni di valenza per ogni coppia di atomi Ga e As, come accade per i cristalli isoelettronici di valenza di Ge, mwzwSi e mwaaC(mwaqdiamante).cite-ref-32-7-1[7]cite-ref-12[12] La struttura cristallina cubica, analoga a quella del germanio, è composta da due mwcgsottoreticoli mwcwcubici a facce centrate, uno composto di atomi Ga e l'altro di As (entrambi gli atomi mwdaibridati mwdqspmwdg3), che sono sovrapposti con uno sfasamento di un quarto di diagonale.cite-ref-13[13] In tale struttura il lato della mwewcella elementare cubica è mwfaa = 565,3mwfq pm e la mwfglunghezza dei legami Ga−As è di 245mwfw pm.cite-ref-14[14]cite-ref-15[15]

Questa è la fase stabile di GaAs in condizioni ambiente, presente anche nel fosfuro di gallio, analogo semiconduttore III-V; tuttavia, per temperature di almeno 200mwig °C, diviene stabile una fase avente una struttura mwiwesagonale del tipo della mwjawurtzite,cite-ref-16[16] che è l'altra struttura tipica dei semiconduttori III-V, struttura preferita dal mwkqnitruro di galliocite-ref-17[17] e dal mwlgnitruro di alluminio.cite-ref-18[18]

A temperatura e pressione ambiente si presenta in forma di cristalli opachi di colore grigiastro, praticamente insolubili in acqua, mwnaalcool, o mwnqacetone, ma che si disciolgono in mwngacidi minerali decomponendosi.cite-ref-19[19]

Il mwpaband gap diretto di GaAs ammonta a 1,424mwpq mwpgeV a 300mwpw Kcite-ref-20[20] ed è maggiore, oltre che di quello del germanio (0,67mwra eV), anche di quello del silicio (1,1mwrq eV); può essere confrontato inoltre con i corrispondenti valori di GaP (2,24mwrg eV) e GaN (3,4mwrw eV), i quali crescono man mano che il componente a 5 elettroni esterni diminuisce di numero atomico, aumentando quindi la sua mwsaelettronegatività.

Il composto può essere sintetizzato in forma di mwswmonocristallo, allo scopo di produrre dei mwtawafer, o come mwtqfilm sottile.

Per produrre l'arseniuro di gallio in forma monocristallina è possibile usare il mwtwprocesso Czochralskicite-ref-21[21], largamente utilizzato per produrre il silicio monocristallino. Un'altra possibilità è il metodo Bridgman-Stockbarger in cui la crescita del cristallo avviene all'interno di una fornace orizzontale, in cui vengono fatti reagire vapori di gallio e arsenico e il composto si deposita su un mwvqseme monocristallino.

Anche per produrre un film sottile esistono diverse possibilità:

• mwwqDeposizione chimica da vapore, a partire da gallio metallico gassoso e mwwgtricloruro di arsenico: 2 Ga + 2 mwwwAsCl3 → 2 GaAs + 3 mwxaCl2.cite-ref-22[22]

• mwygMOCVD da trimetilgallio e mwzaarsina: mwzqGa(CH3)3 + mwzgAsH3 → GaAs + 3 mwzwCH4.cite-ref-23[23]

• mw1qEpitassia da fasci molecolari da gallio e arsenico: 4 Ga + mw1gAs4 → 4 GaAs oppure 2 Ga + mw1wAs2 → 2 GaAs.

cite-note-11. scheda della sostanza su mw3gmw3wmw4aIFA-GESTIS mw4q(archiviato dall'mw4gurl originale il 16 ottobre 2019).

cite-note-22. Smaltire in accordo alle leggi vigenti.

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• mwaemFisica dei semiconduttori

• mwaeuSemiconduttore

• mwaecNitruro di gallio

• mwaekSemiconduttore composto

• mwaesArseniuro di gallio e alluminio

Altri progetti

• Wikizionario

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• citerefbritannica-com(EN) gallium arsenide / gallium arsenide epitaxy, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

• mwafihttp://tesi.cab.unipd.it/26376/1/Arseniuro_di_Gallio,_ULSI.pdf (Università di Padova, sull'impiego dell'Arseniuro di Gallio)