氮化镓是用来做什么的,它有什么特点呢?

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 氮化镓主要还是用于LED(发光二极管),微电子(微波功率和电力电子器件),场效电晶体(MOSFET)。在被称作发光二极管的节能光源中,氮化镓已经使用了数十年。在一些平凡的科技产品,如蓝光碟片播放器里,氮化镓也有应用。但耐热和耐辐射的特性,让它在军事和太空领域应用广泛。如今,反d道导d雷达和美国空军用来追踪空间碎片的雷达系统“太空篱笆”也使用了氮化镓芯片。第一代半导体是硅,主要解决数据运算、存储的问题;第二代半导体是以砷化镓为代表,它被应用到于光纤通讯,主要解决数据传输的问题;第三代半导体以氮化镓为代表,它在电和光的转化方面性能突出,在微波信号传输方面的效率更高,所以可以被广泛应用到照明、显示、通讯等各大领域。氮化镓(化学式GaN)被称为“终极半导体材料”,可以用于制造用途广泛、性能强大的新一代微芯片,属于所谓宽禁带(wide-bandgap,氮化镓的禁带宽度是3.4 eV电子伏特)半导体之列,是研制高效率、高功率微电子器件、光电子器件的新型半导体材料。氮化镓,分子式GaN,英文名称Gallium nitride,是氮和镓的化合物,是一种直接能隙(direct bandgap)的半导体,自1990年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高。氮化镓的能隙很宽,为3.4电子伏特,可以用在高功率、高速的光电元件中,其单芯片亮度理论上可以达到过去的10倍。例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管,可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器(Diode-pumped solid-state laser)的条件下,产生紫光(405nm)激光。氮化镓具有的直接带隙宽、原子键强、热导率高、化学稳定性好、抗辐射能力强、具有较高的内、外量子效率、发光效率高、高强度和硬度(其抗磨力接近于钻石)等特点和性能可制成高效率的半导体发光器件——发光二极管(Light-emittingdiode,简称为LED)和激光器(Laserdiode,简称为LD)。并可延伸至白光LED和蓝光LD。抗磨力接近于钻石特性将有助于开启在触控屏幕、太空载具以及射频(RF) MEMS等要求高速、高振动技术的新应用。LED特别是蓝、绿光LED应用于大屏幕全彩显示、汽车灯具、多媒体显像、LCD背光源、交通信号灯、光纤通讯、卫星通讯、海洋光通讯、全息像显示、图形识别等领域。具有体积小、重量轻、驱动电压低(3.5-4.0V)、响应时间短、寿命长(100000小时以上)、冷光源、发光效率高、防爆、节能等功能。LD特别是蓝光LD因其具有短波长、体积小、容易制作高频调制等优点,可使现在的激光器读取器的信息存储量和探测器的精确性及隐蔽性都有较大提高,信息的寻道时间亦将大为缩短,在民用与军用领域有着巨大潜在用途,应用于光纤通讯、探测器、数据存储、光学阅读、激光高速印刷等领域,将会取代目前的红外光等激光器。白光LED是将蓝光LED与YAG荧光物质放在一起,其合成的光谱为白光,在不远的将来取代目前传统的白炽灯和日光灯,从而引起世界照明工业的革命。

CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沉淀)钻石的影响

1. 颠覆对钻石价值观

过去号称要百万年才能结晶的昂贵钻石,可以在实验室中不到一周就制造完成,颠覆了一般人对钻石的价值观感。

2. 提升钻石在各领域应用

以往钻石因价格高昂,多半用作珠宝饰品。一旦可便宜制出高质量的钻石,其应用价值,会迅速普及到各个领域。

专家预言廿一世纪最重要的发明将是会长大的钻石。有朝一日,价廉物美的钻石会取代硅在半导体的角色,使人类科技进入另一世界。

钻石大量生产后,可更平价,且发展有更多元的功能。钻石硬度高,具优异导热及切割、研磨特性,可在医疗上及电子组件上有很好之应用。 合成钻石:HPHT合成钻石大多为Ⅰb型;CVD合成钻石都是Ⅱ型的。主要用于区分改色钻石。但就从科技发展本身的规律来看,所有的仪器并不可能成为终极武器。文献资料显示,还有更多的大型仪器和研究方法用于检测合成钻石及优化处理方法,例如,液氮冷却技术用于可见光吸收检测、红外光谱检测、光致发光光谱、激光拉曼光谱、阴极发光等等。

合成钻石也可经过辐照和高温高压处理获得各种艳丽的颜色。按行规,人造钻石需要在钻石的腰部注明“人造”字样,或是英文,或是中文,而这批100多粒的人造钻石并没有亮明身份,供货商也未附带任何产品说明,目前国内外均有人工钻石的加工基地,加工地点相当隐蔽。钻石难辨真假,市场上售卖的钻石往往带有专业机构出具的鉴定证书。用老方法检测易被“忽悠”,所以业内专家提醒消费者,人造钻石价格便宜近两成,且不具保值潜力,购买钻石时应看清楚第三方检测证书。 高压高温造人造钻石

目前,在实验室有两种制造人造钻石的途径。

一种是化学气体相沉积法,英文简称叫做CVD,由位于美国的CVD钻石公司研制。

这种方法较灵巧,是一种在高压器里制造钻石。具体是在一个如洗碗机大小的高压器里,用化学气体相沉积的方法来加热天然气和氢气,接着便会产生一种碳化电浆,电浆随后会像雨点一样撒落在高压器底部的碳化基片层上。电浆越积越多,而且慢慢变硬,最后形成像钻石一样的晶体,纯且清亮。

另一种制造人造钻石的方法是由位于佛罗里达州的盖迈希公司研制的“残酷”办法。

在数十年的实验之后,科学家终于可以“种”出可媲美最珍贵的戴比尔斯钻石的人造钻石。

完美的大于2克拉的单晶钻石很快就可以被“种”出来。从去年开始,科学家们已经成功掌握了造出10克拉单晶钻石的方法,最厉害的是,这种钻石在颜色和纯净度上甚至超过了真的矿产钻石。在10年内,人造钻石将会变得越来越便宜。2011年,第一颗钻石半导体将会面市。


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