氮化镓 | 25617-97-4

• 物质功能分类: 有机原料 - 有机金属类化合物 - 有机铋、钴、镨、钆、镓、铱、铼、钇、铽等
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 后过渡金属有机物
• 中文名称: 氮化镓
• 中文别名: 硒化锗
• 英文名称: gallium nitride
• 英文别名: azanylidynegallane
• CAS: 25617-97-4
• 化学式: GaN
• 分子量: 83.7297
• InChiKey: JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  800 °C (lit.)
• 沸点：
  decomposes at >600℃ [KIR78]
• 密度：
  6.1

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.37
• 重原子数：
  2
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  23.8
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  1

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 安全说明：
  S22,S24/25
• WGK Germany：
  3
• 危险类别码：
  R38,R36,R43,R37
• RTECS号：
  LW9640000

制备方法与用途

第三代半导体材料

第三代半导体材料以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化锌（ZnO）和金刚石为代表，是5G时代的主要材料。其中，氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）的市场和发展空间最大。

氮化镓作为第三代半导体材料，具有更高的禁带宽度，是迄今理论上电光、光电转换效率最高的材料体系。其下游应用包括微波射频器件（如通信基站等）、电力电子器件（如电源等）和光电器件（如LED照明等）。尽管如此，在第三代半导体材料中，受技术与工艺水平限制，氮化镓材料作为衬底实现规模化应用仍面临挑战。目前，其主要通过蓝宝石、硅晶片或碳化硅晶片为衬底，外延生长氮化镓以制造相关器件。

实际上，氮化镓（GaN）技术并不是一种新的半导体技术。自1990年起，它便已常被用于发光二极管中，但由于成本高昂而未广泛应用。从制造工艺上看，氮化镓没有液态，不能使用单晶硅生产工艺的传统直拉法来制备单晶，需要通过纯气体反应合成。由于氮气性质非常稳定，而镓是一种稀有金属（通常从铝土矿提炼，成本较高），两者反应时间长、速度慢且副产物多。因此，生产氮化镓对设备要求极高，技术复杂度大，产能极低，这些因素叠加导致氮化镓单晶材料价格昂贵。

氮化镓的安全信息

• 类别：有毒物品
• 毒性分级：低毒
• 急性毒性：
  • 口服-小鼠LD50: 10000毫克/公斤;
  • 腹腔-小鼠LD50: 5000毫克/公斤
• 储运特性：库房通风低温干燥
• 灭火剂：干粉、泡沫、砂土、二氧化碳，雾状水

反应信息

• 作为产物：
  描述：

  N,N-diethylethanamine;gallane 生成 氮化镓
  参考文献：
  名称：

  MELAS, ANDREAS A.;BRAUNAGEL, NORBERT

  摘要：

  DOI：

文献信息

• Facile Reactions for the Preparation of [(Me₃CCH₂)₂GaNH₂]₂ and of GaN
  作者：O. T. Beachley,、John C. Pazik、Matthew J. Noble

  DOI：10.1021/om9711234

  日期：1998.5.1

  Four reactions of neopentylgallium compounds with ammonia have been investigated The dihydronaphthalene derivative C10H8[Ga(CH2CMe3)(2)](2) . 2NaCL has been observed to react with anhydrous ammonia at low temperature (-78 degrees C) to form (Me3CCH2)(2)GaNH2, dihydronaphthalene (C10H10), and NaCl, whereas the related elimination, reaction between Ga(CH2CMe3)(3) and NH3 occurred at 140-150 degrees C. The new compound (Me3CCH2)(2)GaNH2 was also prepared by reacting Ga(CH2CMe3)2Cl with sodium in liquid ammonia at -70 degrees C. Bis(neopentyl)gallium amide was fully characterized and exists as a dimer at room temperature in benzene solution. Neopentylgallium(I) [Ga(CH2CMe3)](n), has been observed also to react with NH3 at 460-480 degrees C to form GaN(s), CMe4 and H-2.
• Formation of a Tetrameric, Cyclooctane-like, Azidochlorogallane, [HClGaN₃]₄, and Related Azidogallanes. Exothermic Single-Source Precursors to GaN Nanostructures
  作者：Jeff McMurran、J. Kouvetakis、D. C. Nesting、David J. Smith、John L. Hubbard

  DOI：10.1021/ja980404f

  日期：1998.6.1

  The synthesis of a novel tetrameric gallane, [HCIGaN3](4) (1), with a heterocyclic cyclooactane-like structure has been demonstrated. A single-crystal X-ray study reveals that the molecule consists of eight-membered Ga4N4 rings with Ga atoms bridged by the alpha-nitrogens of the azide groups. [HClGaN3](4) crystallizes in the tetragonal space group space group P4(2)bc, with a = 17.920(3) Angstrom, c = 10.782(3) Angstrom, V = 3462(2) Angstrom(3), and Z = 8. On the basis of the mass spectrum, the vapor of the compound consists of the trimer [HClGaN3](3), which is a low-temperature molecular source for growth of GaN layers on sapphire and Si substrates at 500 degrees C. Solid 1 decomposes exothermically at 70 degrees C to yield bulk nanocrystalline wurtzite and zinc blende GaN. The reaction between H2GaCl and LiN3 yields the analogous and extremely simple azidogallane (H2GaN3), (2), which is used to deposit crystalline GaN films at 450 degrees C. Compound 2 is considerably more reactive than 1, and its decomposition, often initiated at room temperature, yields pure and crystalline nitride material of unusual morphology and microstructure.
• MELAS, ANDREAS A.;BRAUNAGEL, NORBERT
  作者：MELAS, ANDREAS A.、BRAUNAGEL, NORBERT

  DOI：——

  日期：——
• 10.14233/ajchem.2015.17020
  作者：Mao, Wutao、Bao, Keyan、Zhang, Lianfeng、Wang, Qingfeng、Zhang, Linna

  DOI：10.14233/ajchem.2015.17020

  日期：——