Применение галлия

Основной потребитель галлия — полупроводниковая промышленность для получения соединений A^IIIB^V, производство которых непрерывно возрастает. Использование их, и прежде всего GaAs, GaP, GaSb и твердых растворов на их основе, позволило создать фундамент современной оптоэлектроники, открыло новые возможности в СВЧ-технике и микроэлектронике.

Арсенид галлия является вторым по значению после кремния полупроводниковым материалом, приборы на его основе отличаются более высоким быстродействием и работой при более высокой температуре по сравнению с аналогичными приборами на кремнии.

Таблица 4.2 — Основные области применения соединений A^IIIB^V, в полупроводниковой технике.

Арсенид галлия и твердые растворы на его основе используются для создания интегральных схем (ИС) повышенного быстродействия, чему содействовало освоение промышленного производства монокристаллов GaAs диаметром 100–120 мм.

Арсенид галлия и твердые растворы на его основе все шире используются для изготовления вентилей, тиристоров, мощных транзисторов, «силовых» ИС, способных работать при более высокой температуре, чем приборы на основе кремния.

Солнечная энергетика. В настоящее время основным материалом для солнечных батарей является кремний, позволяющий получать батареи с к.п.д. до 14–15%, в перспективе — до >20%. Для высокоэффективных солнечных батарей с к.п.д. 25% расширяется производство GaAs и гетероструктур на основе GaAlAs/GaAs.

Металлический галлий и его сплавы. Металлический галлий, имеющий низкую температуру плавления, широкий температурный интервал жидкого состояния и низкое давление пара, высокие значения теплоемкости и теплопроводности, малое сечение захвата тепловых нейтронов, представлялся удобным материалом для жидкометаллических теплоносителей для ядерных реакторов.

Сплав Ga—In—Sn (Tm 17 °C) рекомендован в качестве теплоносителя для отвода тепла в ЭВМ. Сплавы с низкими температурами плавления, например сплав Ga 30%, In 10%, Sn 60%, используются для заполнения высокотемпературных термометров и манометров, работающих при 600—1100 °С. Аналогичные сплавы используются в терморегуляторах, спринклерных и других противопожарных устройствах, гидравлических затворах и др.

Большое значение имеют галлиевые припои для бесфлюсовой низкотемпературной пайки металлов.

Из других направлений использования соединений галлия нужно указать на применение GaCl₃, Ga(NO₃)₃, R₃Ga в качестве катализаторов в процессах органического синтеза.

Большое значение в научных исследованиях имеет использование металлического галлия (до нескольких тонн) в нейтринном микроскопе, с помощью которого физики надеются решить проблему нейтрино и использовать результаты для создания управляемого термоядерного синтеза.