Фосфид галлия ( GaP ), фосфид галлия , представляет собой сложный полупроводниковый материал с непрямой запрещенной зоной 2,24 эВ при комнатной температуре. Нечистый поликристаллический материал имеет вид бледно-оранжевых или сероватых кусочков. Нелегированные монокристаллы имеют оранжевый цвет, но сильнолегированные пластины кажутся темнее из-за поглощения свободных носителей. Он не имеет запаха и нерастворим в воде.
GaP имеет микротвердость 9450 Н/мм 2 , температуру Дебая 446 К (173 °С) и коэффициент теплового расширения 5,3 × 10.−6 К −1 при комнатной температуре. [4] Сера , кремний или теллур используются в качестве легирующих добавок для производства полупроводников n-типа . Цинк используется в качестве легирующей примеси в полупроводниках p-типа .
Фосфид галлия находит применение в оптических системах. [6] [7] [8] Его статическая диэлектрическая проницаемость составляет 11,1 при комнатной температуре. [2] Его показатель преломления варьируется от ~3,2 до 5,0 в видимом диапазоне, что выше, чем у большинства других полупроводниковых материалов. [3] В диапазоне прозрачности его индекс выше, чем у почти любого другого прозрачного материала, включая драгоценные камни, такие как алмаз , или неоксидные линзы, такие как сульфид цинка .
Фосфид галлия используется в производстве недорогих красных, оранжевых и зеленых светодиодов (СИД) низкой и средней яркости с 1960-х годов. Он используется отдельно или вместе с арсенид-фосфидом галлия .
Светодиоды на основе чистого GaP излучают зеленый свет с длиной волны 555 нм. GaP, легированный азотом , излучает желто-зеленый (565 нм) свет, GaP, легированный оксидом цинка , излучает красный (700 нм).
Фосфид галлия прозрачен для желтого и красного света, поэтому светодиоды GaAsP-on-GaP более эффективны, чем GaAsP-on- GaAs .
При температуре выше ~900 °C фосфид галлия диссоциирует и фосфор выходит в виде газа. При росте кристаллов из расплава с температурой 1500 °C (для пластин светодиодов) этого необходимо предотвращать, удерживая фосфор слоем расплавленного оксида бора при давлении инертного газа 10–100 атмосфер. Этот процесс называется ростом Чохральского в жидкой капсуле (LEC) и является развитием процесса Чохральского, используемого для кремниевых пластин.