- 结构体
- 命名法
- 物产
- 物理状态
- 分子量
- 熔点
- 密度
- 溶解度
- 化学性质
- 其他物理性质
- 电子乐队之间的差距
- 取得
- 用于太阳能电池
- GaAs在该应用中的优势
- 航天器太阳能电池
- 砷化镓的缺点
- 在电子设备中使用
- 在晶体管中
- 在GPS上
- 在光电设备中
- 在特殊辐射下
- 潜在的医疗
- 各种团队
- 风险性
- 危险废物
- 参考文献
的砷化镓自由镓原子元素（Ga）和砷原子（AS）的无机化合物。其化学式为GaAs。它是深灰色的固体，可以具有蓝绿色的金属光泽。
已经获得了该化合物的纳米结构，其在电子的许多领域中具有多种用途的潜力。由于其元素在化学周期表中的位置，它属于称为化合物III-V的一组材料。
GaAs纳米结构。ЯнаСычикова，СергейКовачёв/ CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）。资料来源：维基共享资源。
它是一种半导体材料，这意味着它只能在某些条件下导电。它广泛用于电子设备，例如晶体管，GPS，LED灯，激光器，平板电脑和智能手机。
它具有可以轻松吸收光并将其转换为电能的特性。因此，它被用于卫星和航天器的太阳能电池中。
它允许产生穿透各种材料以及活生物体的辐射，而不会对其造成损害。已经研究了使用一种类型的GaAs激光来再生蛇毒损伤的肌肉。
但是，它是一种有毒的化合物，可导致人类和动物罹患癌症。丢弃在垃圾填埋场中的电子设备会释放出危险的砷，并危害人类，动物和环境的健康。
结构体
砷化镓在元素周期表的第III族元素与第V族元素之间具有1：1的比率，这就是为什么将其称为化合物III-V。
它被认为是由砷（As）和镓（Ga）组成的金属间固体，其氧化态范围从Ga （0） As （0）到Ga （+3） As （-3）。
砷化镓晶体。W.Oelen / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）。资料来源：维基共享资源。
命名法
- 砷化镓
- 一砷化镓
物产
物理状态
深灰色结晶固体，带蓝绿色金属光泽或灰色粉末。它的晶体是立方的。
砷化镓晶体。左：抛光面。右：粗糙的一面。英文维基百科/ CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）的材料科学家。资料来源：维基共享资源。
分子量
144.64克/摩尔
熔点
1238℃
密度
在25°C时为5.3176 g / cm 3
溶解度
在水中：在20°C下小于1 mg / mL。
化学性质
它具有可以形成酸盐的水合物。在干燥的空气中稳定。在潮湿的空气中，它会变黑。
它可以与蒸汽，酸和酸性气体发生反应，放出有毒气体，称为砷化氢，砷化氢或氢化砷（AsH 3）。与释放氢气的碱发生反应。
它受到浓盐酸和卤素的侵蚀。熔化后会侵蚀石英。如果弄湿了，它会散发出大蒜味，如果加热分解，会散发出剧毒的砷气体。
其他物理性质
它是一种半导体材料，这意味着它可以根据其所处的条件（例如电场，压力，温度或所接收的辐射）充当电导体或绝缘体。
电子乐队之间的差距
它的能隙宽度为1,424 eV（电子伏特）。能隙的宽度，禁带或禁带宽度是原子的电子壳之间的空间。
能隙越宽，电子“跳跃”到下一个壳并导致半导体改变为导电状态所需的能量就越大。
GaAs的能隙比硅大，这使其对辐射具有高度抵抗力。它也是一个直接的间隙宽度，因此它比间接宽度的硅更有效地发光。
取得
它可以通过在600°C 下使氢（H 2）和砷的气态混合物通过氧化镓（III）（Ga 2 O 3）来获得。
它也可以通过氯化镓（III）（GaCl 3）与氧化砷（As 2 O 3）在800°C下反应制备。
用于太阳能电池
砷化镓自1970年代以来就已用于太阳能电池，因为它具有出色的光伏特性，因此具有优于其他材料的优势。
在将太阳能转换为电能，在高温或弱光条件下提供更多能量的过程中，硅的性能要优于硅，这是太阳能电池所承受的两种常见条件，即照明水平和温度发生变化。
这些太阳能电池中的一些用于太阳能汽车，航天器和人造卫星。
小卫星上的GaAs太阳能电池。美国海军学院/公共领域。资料来源：维基共享资源。
GaAs在该应用中的优势
它具有防潮和防紫外线的功能，因此在环境条件下更加耐用，可用于航空航天应用。
它具有较低的温度系数，因此在高温下不会损失效率，并且可以抵抗高累积剂量的辐射。只需在200°C下回火即可消除辐射损伤。
它具有很高的光子吸收系数，因此在弱光条件下具有很高的性能，也就是说，当阳光照射不佳时，它损失的能量很小。
GaAs太阳能电池即使在弱光下也很有效。作者：Arek Socha。资料来源：
它比任何其他技术在单位面积上产生的能量更多。这在飞机，车辆或小型卫星等较小区域时很重要。
它是一种柔性且重量轻的材料，即使在非常薄的层中使用时也很有效，这使得太阳能电池非常轻便，灵活且高效。
航天器太阳能电池
太空计划已经使用GaAs太阳能电池超过25年。
GaAs与锗，铟和磷的其他化合物的结合使得获得高效率的太阳能电池成为可能，该太阳能电池已被用于探索火星表面的车辆中。
火星上好奇号漫游者的艺术家版本。该设备具有GaAs太阳能电池。NASA / JPL-Caltech /公共领域。资料来源：维基共享资源。
砷化镓的缺点
与硅相比，它是一种非常昂贵的材料，而硅一直是其在地面太阳能电池中实际应用的主要障碍。
但是，正在研究在极薄层中使用它们的方法，这将降低成本。
在电子设备中使用
GaAs在各种电子设备中有多种用途。
在晶体管中
晶体管是用于放大电信号和断开或闭合电路以及其他用途的元件。
与硅相比，GaAs在晶体管中具有更高的电子迁移率和更高的电阻率，因此可以承受更高能量和更高频率的条件，并产生更少的噪声。
GaAs晶体管用于放大功率。Epop / CC0。资料来源：维基共享资源。
在GPS上
在1980年代，这种化合物的使用使全球定位系统或GPS（全球定位系统）接收器小型化。
该系统可以确定物体或人在整个行星上的位置，精度为厘米。
砷化镓用于GPS系统。作者：铸造公司。
在光电设备中
在相对较低的温度下获得的GaAs薄膜具有出色的光电性能，例如高电阻率（需要高能量才能成为导体）和快速的电子转移。
它的直接能隙使其适合在此类设备中使用。它们是将电能转换成辐射能或反之亦然的设备，例如LED灯，激光器，探测器，发光二极管等。
LED手电筒。可能含有砷化镓。作者：HebiB。出处：Pixabay。
在特殊辐射下
该化合物的特性促使其用于产生太赫兹频率的辐射，该辐射可以穿透除金属和水以外的所有类型的材料。
太赫兹辐射由于不电离，因此可以用于获取医学图像，因为它不会损坏人体组织或引起X射线一样的DNA变化。
这些辐射还将使人们能够发现人和行李中的隐藏武器，可以用于化学和生物化学的光谱分析方法中，并且可以帮助发现非常古老的建筑物中的隐藏艺术品。
潜在的医疗
一种GaAs激光已被证明可用于增强小鼠蛇毒所损伤的肌肉质量的再生。但是，需要进行研究以确定其对人体的有效性。
各种团队
它在磁阻设备，热敏电阻，电容器，光电光纤数据传输，微波，卫星通信设备中使用的集成电路，雷达系统，智能手机（4G技术）和平板电脑中用作半导体。
智能手机中的电子电路可能包含GaAs。作者：Arek Socha。资料来源：
风险性
它是一种剧毒化合物。长期或反复接触该物质会损坏身体。
暴露的症状可能包括低血压，心力衰竭，癫痫发作，体温过低，瘫痪，呼吸性水肿，紫osis，肝硬化，肾脏损害，血尿和白细胞减少等。
它可能导致癌症并损害生育能力。对动物也有毒和致癌性。
危险废物
GaAs在电子设备中的越来越多的使用引起了人们对该材料在环境中的命运及其对公众和环境健康的潜在风险的关注。
当将含GaAs的设备丢弃到城市固体垃圾填埋场中时，存在砷释放（有毒和有毒元素）的潜在风险。
研究表明，垃圾填埋场的pH和氧化还原条件对于GaAs腐蚀和砷释放很重要。在pH 7.6和正常氧气气氛下，最多可释放15％的这种有毒类金属。
电子设备不应放在垃圾填埋场中，因为砷化镓会释放出有毒的砷。作者：INESby。资料来源：
参考文献
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