Триоксид галлия (III) представляет собой неорганическое соединение с формулой Ga 2 O 3 . Он существует в виде нескольких полиморфов , все из которых представляют собой белые нерастворимые в воде твердые вещества. Хотя коммерческого применения не существует, Ga 2 O 3 является промежуточным продуктом в очистке галлия, который потребляется почти исключительно в виде арсенида галлия . [6] Теплопроводность β - Ga 2 O 3 как минимум на порядок ниже, чем у других широкозонных полупроводников, таких как GaN и SiC. [7]Он дополнительно снижается для родственных наноструктур, которые обычно используются в электронных устройствах. [7] Гетерогенная интеграция с подложками с высокой теплопроводностью, такими как алмаз и карбид кремния, помогает рассеивать тепло электроники β-Ga 2 O 3 . [8] [9]
Триоксид галлия осаждается в гидратированной форме при нейтрализации кислого или основного раствора соли галлия. Также он образуется при нагревании галлия на воздухе или при термическом разложении нитрата галлия при 200–250 ˚C. Он может встречаться в пяти различных модификациях: α, β, γ, δ и ε. Из этих модификаций β-Ga 2 O 3 является наиболее стабильной формой. [10]
Триоксид галлия (III) является амфотерным . [14] Он реагирует с оксидами щелочных металлов при высокой температуре с образованием, например, NaGaO 2 , и с оксидами Mg, Zn, Co, Ni, Cu с образованием шпинелей , например, MgGa 2 O 4 . [15]
Растворяется в сильной щелочи с образованием раствора галлат-иона Ga(OH) .−
4.
Он может быть восстановлен до субоксида галлия (оксид галлия (I)) Ga 2 O с помощью H 2 . [17] или по реакции с металлическим галлием: [18]
β-Ga 2 O 3 с температурой плавления 1900 ˚C является наиболее стабильной кристаллической модификацией. Ионы оксида находятся в искаженной кубической плотнейшей упаковке, а ионы галлия (III) занимают искаженные тетраэдрические и октаэдрические позиции с расстояниями связи Ga-O 1,83 и 2,00 Å соответственно. [19]
α-Ga 2 O 3 имеет ту же структуру ( корунд ), что и α-Al 2 O 3 , в которой ионы Ga имеют 6-координатную форму. γ-Ga 2 O 3 имеет структуру дефектной шпинели, аналогичную структуре γ-Al 2 O 3 . [20]