氧化镓(β-Ga2O3)作为继GaN和SiC之后的下一代超宽禁带半导体材料,其禁带宽度约为4.8 eV,理论击穿场强为8 MV/cm,电子迁移率为300 cm2/Vs,因此β-Ga2O3具有4倍于GaN,10倍于SiC以及3444倍于Si的Baliga技术指标。纳米氧化镓同时通过熔体法可以获得低缺陷密度的大尺寸β-Ga2O3衬底,使得β-Ga2O3器件的成本相比于GaN以及SiC器件更低。随着高铁、电动汽车以及高压电网输电系统的快速发展,全世界急切的需要具有更高转换效率的高压大功率电子电力器件。铁岭纳米氧化镓β-Ga2O3功率器件在与GaN和SiC相同的耐压情况下,导通电阻更低、功耗更小、更耐高温、能够极大地节约上述高压器件工作时的电能损失,因此Ga2O3提供了一种更高效更节能的选择。
用纯Sc2O3≥ 99.9%加入于钆镓石榴石(GGG)可制成钆镓钪石榴石(GGSG),其构成为Gd3Sc2Ga3O12型式。纳米氧化镓由它做成的第三代激光器所发出的发射功率比同体积的激光器提高3.0倍,已达到了大功率化和小型化的激光装置,提高了激光振荡输出功率,改进了激光器的使用性能。在制备单晶时,每炉料3kg~ 5kg,加入Sc2O3≥ 99.9%原料为1.0kg左右。纳米氧化镓粉末目前这种激光器在军工技术上的应用日益广泛,也逐步推向民用工业。从发展看,今后在军用和民用的潜力较大。
使金属镓在室温或加热的条件下与硫酸反应即可得到硫酸镓的水溶液。纳米氧化镓或者将新制得的氢氧化镓Ga(OH)3沉淀溶于2mol/L的硫酸溶液中也可制得硫酸镓的水溶液。将这种硫酸镓水溶液在60~70℃的温度下进行浓缩,将所得的浓溶液冷却,向其中加入乙醇/乙醚混合物,即可制得十八水硫酸镓Ga2(SO4)3·18H2O的八面体结晶。铁岭纳米氧化镓反应中所用的氢氧化镓沉淀可用向三价镓盐的水溶液加氨水制得。为了使生成的氢氧化镓沉淀不致发生溶解,应注意不要使氨水加入过量。为了易于过滤,在沉定过程中可适当加热。
锗是一种银白色金属,主要用于半导体工业,制造晶体管、二极管和电子高能原料,制造金属增加合金硬度,还用于医药工业。纳米氧化镓锗及其化合物属低毒、锗吸收排泄迅速,经肝肾从尿中排出,肝脏和肾脏仅有微量锗。铁岭纳米氧化镓动物实验给二氧化锗10ug/g饲料14周,未产生明显毒性作用,相反可刺激动物生长,当给以1000ug/g的饲料则抑制动物生长,4周后有50%动物死亡,尸检发现肺气肿、肝肿大、肾小管变性和坏死。经过调查半导体工厂和锗厂,目前尚未锗及化合物引起职业中毒。
目前,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代化合物半导体受到的关注度越来越高,它们在未来的大功率、高温、高压应用场合将发挥传统的硅器件无法实现的作用。纳米氧化镓特别是在未来三大新兴应用领域(汽车、5G和物联网)之一的汽车方面,会有非常广阔的发展前景。氧化镓是一种宽禁带半导体,禁带宽度Eg=4.9eV,其导电性能和发光特性良好,因此,其在光电子器件方面有广阔的应用前景,被用作于Ga基半导体材料的绝缘层,以及紫外线滤光片。纳米氧化镓粉末这些是氧化镓的传统应用领域,而其在未来的功率、特别是大功率应用场景才是更值得期待的。
真空镀膜过程非常复杂,由于镀膜原理的不同分为很多种类,仅仅因为都需要高真空度而拥有统名称。纳米氧化镓所以对于不同原理的真空镀膜,影响均匀性的因素也不尽相同。并且均匀性这个概念本身也会随着镀膜尺度和薄膜成分而有着不同的意义。纳米氧化镓粉末化学组分上的均匀性:就是说在薄膜中,化合物的原子组分会由于尺度过小而很容易的产生不均匀性,SiTiO3薄膜,如果镀膜过程不科学,那么实际表面的组分并不是SiTiO3,而可能是其他的比例,镀的膜并非是想要的膜的化学成分,这也是真空镀膜的技术含量所在。晶格有序度的均匀性:这决定了薄膜是单晶,多晶,非晶,是真空镀膜技术中的热点问题。