在當今世界,鎵的應用無所不在,若沒有它所帶來的益處,現代生活將面目全非。

當您正在閱讀這篇文章時,離您最近的鎵(Ga)原子,極有可能就存在於您伸手可及的電腦裝置之中。 當今筆記型電腦、手機和平板電腦內的 Wi-Fi 及藍牙裝置,皆採用砷化鎵(GaAs)半導體,利用其特性來製造射頻積體電路。近年來,行動裝置充電器不僅體積大幅縮小,還能提供更高的功率與更快的充電速度,這正是因為它們採用了氮化鎵(GaN)功率半導體晶片。
元素形式的鎵熔點接近 30°C,在室溫剛好是液態。與铟合金化後,熔點低於室溫,加入錫後則進一步降低。在需要室溫下液態金屬的應用中,鎵合金系列的低熔點使其成為無毒的汞替代品。液態金屬在需要將熱量傳離熱半導體晶片的熱介面應用上,研究越來越多。
當與 III-V 族半導體 (砷化鎵、氮化鎵、磷化鎵及其他) 結合時,這些材料的電子與光學特性使其優於矽,儘管成本較高。儘管鎵基半導體的電子帶結構可提供更高的開關速度,但任何商業應用都必須在這一點與較低的矽集成成本之間取得平衡,以製造集成電路。
目前,金屬鎵的主要工業用途有:
- 半導體應用,例如積體電路、LED 和量子點
- 材料系統 (砷化鎵、氮化鎵、磷化鎵)
- 晶圓和鎵 MOCVD 前體 (TMG, TMGa)
- 用於液相磊晶的金屬鎵和用於 TMG/TMGa 製造的三氯化鎵
- 電動車和風力發電機
- 在使用 Ga 作為摻質的強磁鐵中
- 太陽能光電
- 作為矽基太陽能電池中的 p 摻雜劑
- 在結合了鎵、铟、銅和硒 (CIGS) 的薄膜太陽能電池中
- 特殊電池
- 在高溫硫酰氯鋰電池的電解液中
- LCD 和 OLED 顯示器
- 作為部分 IGZO(铟鎵鋅氧化物)薄膜的氧化鎵,以形成控制顯示器背板像素切換的電晶體
由此可見,與其他元素相比,鎵及其化合物在工業上的應用範圍極為廣泛,且具備獨特而引人入勝的特性。薩姆·基恩(Sam Kean)所著的《消失的湯匙》(https://www.amazon.com/Disappearing-Spoon-Madness-Periodic-Elements/dp/0316051632)是一本既有趣又引人入勝的讀物。 這本書收錄了關於元素週期表中各元素族的一系列引人入勝且不尋常的故事,而書名則與鎵直接相關。若想親眼見證「消失的湯匙」現象,請點擊此處觀看影片:https://youtu.be/t3tpj9hVbJU


