【物质结构与性质】以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点。回答

（1） （2）N ；B （3）GaCl 3 +NH 3 =GaN+3HCl （4）共价键  原子 （5）①sp 2    4   ②

（1）镓原子序数为31，所以其核外电子排布式为：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 1 ，最外层电子为价电子，价电子排布式为：4s 2 4p 1 ，即4s轨道有一对自旋相反的电子，4p轨道只有一个电子，故答案为： ； （2）第一电离能同主族从上到下，越来越小，N元素为该主族最上面的元素，第一电离能最大；电负性从上到下，越来越小，镓所在族最上面的元素为B； （3）反应物为NH 3 和GaCl 3 ，生成物为GaN，不难判断出另一种产物为HCl，根据原子守恒写出化学方程式，故答案为：GaC l3 +NH 3 =GaN+3HCl； （4）由于氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，所以氮化镓为原子晶体，原子之间以共价键结合在一起； （5）①根据晶胞可以看到Ga可以相邻的三个N形成共价键，即Ga形成三条共价键，所以杂化类型为sp 2 杂化；观察晶胞结构发现N原子周围距离最近的Ga数目为4，即配位数为4。 ②GaN晶胞中，Ga位于顶点和体心，所以含有Ga数为：8× +1=2，N原子位于棱和体心，所以N数为：4× +1=2，GaN晶胞中含有两个GaN，晶胞边长为

分子式:GaN,相对分子量:83.726 性质:氮化镓为无色透明晶体

参考文献

氮化镓gallium nitride GaN

分子式：GaN

性质：白色或微黄色粉末。具有很高的化学稳定性，不溶于水，不与水和浓无机酸反应，稍与稀酸作用，缓慢与碱液反应，空气中加热800℃开始氧化，生成氧化镓。1050℃开始分解。可由气态生长细晶。在1050～1200℃由氧化镓和氨反应或由氯镓酸铵分解制取。为半导体材料和荧光粉。

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GaN基材料主要包括GaN及其与InN、AlN的合金,其禁带宽度覆盖整个可见光及紫外光谱范围。GaN及其三元化合物通常是以六方对称性的纤锌矿结构存在,但在一定条件下也能以立方对称性的闪锌矿结构存在。2种结构的主要差别在于原子层的堆积次序不同,因而电学性质也有显着差别。由于闪锌矿结构的gan不稳定,用于器件的一般都是纤锌矿结构。表1给出了2种结构的GaN及inn、aln的带隙宽度和晶格常数。

对于ingan、algan等三元化合物的各项参数可以用插值法估算:GaN是GaN基半导体材料中的基本材料,也是研究最多的Ⅲ族氮化物材料。gan材料非常坚硬,其化学性质非常稳定,在室温下不溶于水、酸和碱,其熔点较高,约为1700℃。GaN的电学性质是决定器件性能的主要因素。

电子室温迁移率可达900cm2/。较好的GaN材料的本底n型载流子浓度可以降到1016/cm3左右。由于n型本底载流子浓度较高,制备p型样品的技术难题曾经一度限制了GaN器件的发展。akasaki等人和nakamura等人分别通过低能电子束辐照(ieebi)和热退火处理技术,实现掺mg的gan样品表面p_型化。已经可以制备载流子浓度在1011至1020/cm3的p_型gan材料。

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