गैलियम फास्फाइड

गैलियम फ़ाँसफ़ोरस तथा अंय तत्त्वों का यौगिक (गैप), गैलियम का एक फॉस्फाइड, कमरे के तापमान पर 2.24 eV के अप्रत्यक्ष बैंडगैप ऊर्जा अंतराल के साथ एक मिश्रित अर्धचालक सामग्री है। इस प्रकार अशुद्ध पॉलीक्रिस्टलाइन सामग्री में हल्के नारंगी या भूरे रंग के टुकड़ों की तरह दिखती है। बिना डोप किए गए एकल क्रिस्टल नारंगी रंग के होते हैं, लेकिन दृढ़ता से डोप किए गए वेफर्स मुक्त-वाहक अवशोषण के कारण गहरे रंग के दिखाई देते हैं। इस प्रकार यह गंधहीन और पानी में अघुलनशील होता है।

गैप में 9450 N/mm2 की सूक्ष्म कठोरता, 446 K का डिबाई तापमान और 5.3 ×10−6 K−1 का थर्मल विस्तार गुणांक होता है। इस प्रकार एन-प्रकार के अर्धचालकों का उत्पादन करने के लिए सल्फर, सिलिकॉन या टेल्यूरियम का उपयोग डोपिंग (अर्धचालक) के रूप में किया जाता है। जिंक का उपयोग पी-प्रकार अर्धचालक के लिए जस्ता को डोपेंट के रूप में प्रयोग किया जाता है।

गैलियम फास्फाइड का ऑप्टिकल सिस्टम में अनुप्रयोग होता हैं।  कमरे के तापमान पर इसका स्थैतिक ढांकता हुआ स्थिरांक 11.1 है। इसका अपवर्तक सूचकांक दृश्यमान सीमा में ~3.2 और 5.0 के बीच भिन्न होता है, जो अधिकांश अन्य अर्धचालक सामग्रियों की तुलना में अधिक है। इस प्रकार इसकी पारदर्शी सीमा में, इसका सूचकांक लगभग किसी भी अन्य पारदर्शी सामग्री से अधिक है, जिसमें हीरे जैसे रत्न, या जिंक सल्फाइड जैसे गैर-ऑक्साइड लेंस सम्मिलित हैं।

प्रकाश उत्सर्जक डायोड
गैलियम फॉस्फाइड का उपयोग 1960 के दशक से कम से मध्यम चमक वाले कम लागत वाले लाल, नारंगी और हरे रंग के प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) के निर्माण में किया जाता रहा है। इस प्रकार इसका उपयोग अकेले या गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड के साथ किया जाता है।

शुद्ध गैप एलईडी 555 एनएम के तरंग दैर्ध्य पर हरी रोशनी का उत्सर्जन करते हैं। नाइट्रोजन-डोप्ड गैप पीले-हरे (565 एनएम) प्रकाश का उत्सर्जन करता है, इस प्रकार ज़िंक ऑक्साइड डॉप्ड गैप लाल (700 एनएम) का प्रकाश उत्सर्जित करता है।

इस प्रकार गैलियम फॉस्फाइड पीले और लाल रोशनी के लिए पारदर्शी है, इसलिए GaAsP-on-GaP LED GaAsP-on-GaAs की तुलना में अधिक कुशल हैं।

क्रिस्टल विकास
~900 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, गैलियम फास्फाइड अलग हो जाता है और फास्फोरस गैस के रूप में बाहर निकल जाता है। इस प्रकार 1500 डिग्री सेल्सियस पिघलने (एलईडी वेफर्स के लिए) से क्रिस्टल वृद्धि में, इसे 10–100 वायुमंडल के अक्रिय गैस दबाव में पिघले हुए बोरिक ऑक्साइड के कंबल के साथ फॉस्फोरस को पकड़कर इसे रोका जाना चाहिए। इस प्रकार इस प्रक्रिया को लिक्विड इनकैप्सुलेटेड सीज़ोक्राल्स्की (एलईसी) ग्रोथ कहा जाता है, जो सिलिकॉन वेफर्स के लिए उपयोग की जाने वाली सीज़ोक्राल्स्की प्रक्रिया का विस्तार है।

बाहरी संबंध

 * गैप. refractiveindex.info
 * Ioffe NSM data archive