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氮化镓
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氮化鎵（GaN、Gallium nitride）是氮和鎵的化合物，是一種III族和V族的直接能隙（direct bandgap）的半導體，自1990年起常用在發光二極體中。此化合物結構類似纖鋅礦，硬度很高。氮化鎵的能隙很寬，為3.4電子伏特，可以用在高功率、高速的光電元件中，例如氮化鎵可以用在紫光的雷射二極體，可以在不使用非線性半導體泵浦固體激光（Diode-pumped solid-state laser）的條件下，產生紫光（405 nm）雷射。
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如同其他III族元素的氮化物，氮化鎵對電離輻射的敏感性較低，這使得它適合用於人造衛星的太陽能電池陣列。軍事的和空間的應用也可能受益，因為氮化鎵設備在輻射環境中顯示出穩定性[4]。相比砷化鎵（GaAs）晶體管，氮化鎵晶體管可以在高得多的溫度和電壓工作運行，因此它們是理想的微波頻率的功率放大器。
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應用
實用性高亮度藍光LED得益於氮化鎵晶體的高效製備技術。基於氮化鎵的紫色激光二極管被用於讀取藍光光盤。氮化鎵與銦（InGaN）或鋁（AlGaN）的混合，其帶隙取決於銦或鋁與氮化鎵的比例，可以製造出顏色從紅色到紫外線的發光二極管（LED）[5]。
氮化鎵晶體管適用於高頻率、高電壓、高溫和高效率的產品。氮化鎵HEMT的商業化產品自2006年開始在市場上出現，由於其高效率和高電壓操作，在各種無線基礎設施應用中立即得到了應用。第二代具有較短柵極長度的器件將用於需要更高頻率的電信和航空業產品。[6]
基於氮化鎵的MOSFET和MESFET晶體管也具有高功率低損耗的優勢，特別適合在汽車和電動汽車中應用[7]。自2008年起，這兩種晶體管已可以在硅基板上製成[7]。高電壓（800V）肖特基二極管（SBD）也已經研製成功[7]。
集成的氮化鎵電源集成電路具有更高的效率和高功率密度，可以減少包括移動和筆記本電腦充電器、消費電子、計算設備和電動汽車等產品的尺寸、重量和元件數。基於氮化鎵的電子產品（不是純氮化鎵）有可能大幅削減能源消耗，不僅是在消費電子產品中，甚至也可以用於電力傳輸設施中。
與硅晶體管因電源浪涌而關閉不同，氮化鎵晶體管是典型的耗盡模式器件（即當柵極-源極電壓為零時開啟/阻止）。目前已經有幾種方法可用來達到正常關閉（或E模式）的操作，這對於在電力電子中使用很有必要：[8][9]
- 在柵極下植入氟離子（氟離子的負電荷有利於耗盡通道）
- 使用帶有AlGaN凹槽的MIS型柵極堆疊
- 將一個常開GaN晶體管和一個低電壓硅MOSFET整合構成的級聯對
- 在AlGaN/GaN異質結採用p型層做為頂部
它們也被用於軍事電子設備，如有源電子掃描陣列雷達。[10]
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參考資料
外部連結
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