In our modern world gallium is used everywhere, and modern life would be unrecognizable without the benefits it provides.
As you are reading this, the nearest gallium (Ga) atoms are most likely found inside the computing device that is withinyour arm’s reach. WiFi and Bluetooth devices inside today’s laptops, cell phones, and tablets use gallium arsenide (GaAs) semiconductors that utilize its properties to build radio frequency integrated circuits. In recent years, chargers for mobile devices have become much smaller while also providing more power and faster charging cycles because they use gallium nitride (GaN) power semiconductor chips.
En su forma elemental, el galio funde a cerca de 30°C; es líquido justo por encima de la temperatura ambiente. Cuando se alea con indio, el punto de fusión resultante es inferior a la temperatura ambiente y se reduce aún más al añadir estaño. Sus bajos puntos de fusión han convertido a la familia de aleaciones de galio en un sustituto no tóxico del mercurio en aplicaciones que requieren un metal líquido a temperatura ambiente. Los metales líquidos se estudian cada vez más para aplicaciones de interfaz térmica en las que es necesario alejar el calor de los chips semiconductores calientes.
Cuando se incorporan a semiconductores III-V (GaAs, GaN, GaP y otros), las propiedades electrónicas y ópticas de estos materiales los hacen superiores al silicio, aunque a un coste más elevado. Aunque la estructura de banda electrónica de los semiconductores basados en Ga permite velocidades de conmutación mucho mayores, cualquier aplicación comercial debe sopesar este hecho con el menor coste de integración del silicio para fabricar circuitos integrados.
Los principales usos industriales del galio metálico en la actualidad son:
- Aplicaciones de semiconductores, como circuitos integrados, LED y puntos cuánticos.
- En sistemas de materiales (GaAs, GaN, GaP)
- En obleas de cristal y precursores de MOCVD de galio (TMG, TMGa)
- Galio metálico para epitaxia en fase líquida y tricloruro de galio para fabricación de TMG/TMGa
- Vehículos eléctricos y generadores eólicos
- En los imanes potentes que utilizan Ga como dopante
- Energía solar fotovoltaica
- Como dopante p en células solares de silicio
- En las células solares de capa fina que combinan galio con indio, cobre y selenio (CIGS)
- Baterías especiales
- En el electrolito de las baterías de litio-cloruro de tionilo de alta temperatura
- Pantallas LCD y OLED
- Como óxido de galio para parte de las películas IGZO (óxido de indio, galio y zinc) para formar los transistores que controlan la conmutación de píxeles en la placa base de la pantalla.
You can see that gallium and its compounds have an amazing number of industrial uses and unique and intriguing properties when compared to other elements. An interesting and fun read is The Disappearing Spoon (https://www.amazon.com/Disappearing-Spoon-Madness-Periodic-Elements/dp/0316051632) by Sam Kean. This book has fascinating and unusual stories about groups of elements found on the periodic table, but the title of the book is directly related to gallium. And, to see a disappearing spoon in action, view the video here: https://youtu.be/t3tpj9hVbJU
