El fosfuro de galio ( GaP ), un fosfuro de galio , es un material semiconductor compuesto con una banda prohibida indirecta de 2,24 eV a temperatura ambiente. El material policristalino impuro tiene la apariencia de piezas de color naranja pálido o grisáceo. Los monocristales no dopados son de color naranja, pero las obleas fuertemente dopadas aparecen más oscuras debido a la absorción del portador libre. Es inodoro e insoluble en agua.
GaP tiene una microdureza de 9450 N/mm 2 , una temperatura de Debye de 446 K (173 °C) y un coeficiente de expansión térmica de 5,3 × 10−6 K −1 a temperatura ambiente. [4] Azufre , silicio o telurio se utilizan como dopantes para producir semiconductores de tipo n . El zinc se utiliza como dopante para el semiconductor tipo p .
El fosfuro de galio tiene aplicaciones en sistemas ópticos. [6] [7] [8] Su constante dieléctrica estática es 11,1 a temperatura ambiente. [2] Su índice de refracción varía entre ~3,2 y 5,0 en todo el rango visible, que es más alto que en la mayoría de los otros materiales semiconductores. [3] En su gama transparente, su índice es más alto que el de casi cualquier otro material transparente, incluidas piedras preciosas como el diamante , o lentes sin óxido como el sulfuro de zinc .
El fosfuro de galio se ha utilizado en la fabricación de diodos emisores de luz (LED) rojos, naranjas y verdes de bajo costo con brillo bajo a medio desde la década de 1960. Se utiliza solo o junto con fosfuro de arseniuro de galio .
Los LED Pure GaP emiten luz verde a una longitud de onda de 555 nm. GaP dopado con nitrógeno emite luz de color amarillo verdoso (565 nm), GaP dopado con óxido de zinc emite luz roja (700 nm).
El fosfuro de galio es transparente para la luz amarilla y roja, por lo que los LED GaAsP-on-GaP son más eficientes que GaAsP-on- GaAs .
A temperaturas superiores a ~900 °C, el fosfuro de galio se disocia y el fósforo escapa en forma de gas. En el caso del crecimiento de cristales a partir de una fusión a 1500 °C (para obleas LED), esto debe evitarse manteniendo el fósforo con una capa de óxido bórico fundido en una presión de gas inerte de 10 a 100 atmósferas. El proceso se llama crecimiento Czochralski encapsulado líquido (LEC), una elaboración del proceso Czochralski utilizado para las obleas de silicio.