Арсенид галлия-индия


Арсени́д га́ллия-и́ндия (иные названия: индия галлия арсенид, индия-галлия арсенид, арсенид индия-галлия, галлия индия арсенид и др.) — тройное соединение мышьяка (арсенид) с трехвалентными индием и галлием, соединение переменного состава, состав выражается химической формулой GaxIn1-xAs. Здесь параметр x принимает значения от 0 до 1 и показывает относительное количество атомов галлия и индия в соединении. При x=1 формула отвечает арсениду галлия (GaAs), при x=0 — арсениду индия (InAs).

В литературе параметр х, где не возникает двусмысленности, обычно опускается, и формула GaInAs подразумевает именно это соединение указанного переменного состава. В более узком смысле, обозначение GaInAs относится к наиболее изученному составу с формулой Ga0,47In0,53As, это обычно явно указывается. Иногда, в литературе, встречается обозначение этого соединения InGaAs.

Соединение является полупроводником с высокой подвижностью носителей заряда. Используется в качестве полупроводникового материала для создания приборов СВЧ, светодиодов, полупроводниковых лазеров, фотодатчиков, фотогальванических элементов, как правило, в гетероструктурах.

Впервые монокристаллические плёнки InGaAs получил Т. П. Пирсол (T. P. Pearsall) в 1976 г. В качестве подложки исследователь использовал монокристалл фосфида индия и применил метод газофазной эпитаксии. Он также изучил его полупроводниковые свойства, такие как подвижности, эффективные массы носителей тока, ширину запрещенной зоны и др. фундаментальные свойства InGaAs. В 1978 г. Т. П. Пирсол впервые продемонстрировал эффективный диод с p-i-n структурой, изготовленный из InGaAs, а в 1980 г. — униполярный фотодиод из этого же соединения.

InGaAs представляет собой серые, почти чёрные кристаллы с металлическим блеском. Температура плавления изменяется в зависимости от состава (х) от 942 °С (у InAs) до 1240 °С (у GaAs). Хорошо изученное соединение состава Ga0,47In0,53As плавится при температуре около 1100 °С.

Сингония кристалла InGaAs — кубическая, типа цинковой обманки (сфалерита). Пространственная группа симметрии Td2-F35m. Постоянная решётки L зависит от параметра х и описывается эмпирической формулой: