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词条 氧化镓
释义

氧化镓别名三氧化二镓,氧化镓(Ga2O3)是一种宽禁带半导体,Eg=4.9eV,其导电性能和发光特性长期以来一直引起人们的注意。Ga2O3是一种透明的氧化物半导体材料,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。它还可以用作O2化学探测器。

同分异构体

氧化镓(III),即三氧化二镓,是镓的氧化物中最稳定的。在空气中加热金属镓使之氧化或在200-250℃时焙烧硝酸镓、氢氧化镓以及某些镓的化合物都可形成Ga2O3. Ga2O3 有五种同分异构体:α,β,γ,δ,ε,其中最稳定的是β-异构体,当加热至1000℃以上或水热条件(即湿法)加热至300℃以上时,所有其他的异构体都被转换为β-异构体。可采用各自不同的方法制得各种纯的异构体。

把金属镓在空气中加热至420~440℃;焙烧硝酸盐使之分解或加热氢氧化镓至500℃等都可制得α-Ga2O3.

快速加热氢氧化物凝胶至400~500℃可值得γ-Ga2O3,γ-Ga2O3具有缺陷的尖晶石结构。

在250℃加热硝酸镓然后在约200℃浸溃12小时,可制得δ-Ga2O3,它类似于In2O3、Tl2O3、Mn2O3和Ln2O3的C-结构。

在550℃短暂加热(约30分钟)δ-Ga2O3可制得ε-Ga2O3.

将硝酸盐、醋酸盐、草酸盐或其他镓的化合物以及Ga2O3的任意其他异构体加热至1000℃以上均可分解或转化为β-Ga2O3.

还原及制备

用氢气或CO在600℃时可将Ga2O3还原为较低价态的氧化物。当加热至红热时可还原成金属镓。

化学性质及晶体结构

Ga2O3能与氟气反应,生成GaF3,Ga2O3溶于50%的HF中得到产物GaF3·3H2O. Ga2O3能溶于微热的稀硝酸、稀盐酸和稀硫酸中。经过灼烧的Ga2O3不溶于这些酸甚至于浓硝酸,也不溶于强碱的水溶液中,只能通过NaOH、KOH或KHSO4和K2S2O7一起熔融才能使它溶解。与过量两倍的NH4Cl在250℃一起熔融生成氯化镓。在红热时,Ga2O3与石英反应形成玻璃体,但冷却时没有新化合物生成。红热时也能和上釉的瓷坩埚发生反应。

在加热的条件下,Ga2O3能与许多金属氧化物发生反应。现已测定了碱金属氧化物反应(高于400℃)所得到的镓酸盐M(I)GaO2的晶体结构,与Al2O3和Ln2O3一样,它与MgO、ZnO、CoO、NiO和CuO反应能形成尖晶石型的M(II)Ga2O4. 与三价金属氧化物反应的产物M(III)GaO3通常有钙钛矿或石榴石型结构(如镧系镓酸盐LnGaO3). 而且有更为复杂的三元氧化物。人民研究过有关用于激光、磷光和发光材料的镓的混合氧化物。认为镓酸盐的发光性质归之于氧的空缺。因为FeGaO3有令人感兴趣的电磁性质(即压电性和铁磁性),所以它的合成、稳定性和晶体结构已被人们广泛地研究。

Ga2-xFexO3(x≈1)属于正交晶体,晶胞参数是:a=8.75A,b=9.40A,c=5.07A,配位数为8,熔融温度是1750℃,密度是5.53g/cm3。NiO·Fe2-xGaxO3的磁性和晶体结构也被研究过。

其他氧化物

本词条是关于三氧化二镓的氧化物(包括各种形态),镓的一价氧化物见一氧化二镓

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更新时间:2025/3/10 22:43:41