氮化銦鎵

InGaN藍色LED（波長380–405 nm）
白光LED的光譜，其中有GaN或InGaN以及鈰雜YAG

氮化銦鎵（InGaN, InxGa1−xN）是由氮化鎵和氮化銦混合的半导体，是三元的三五族直接带隙半導體。其能隙可以用調整銦的比例來調整。 InxGa1−xN的直接带隙範圍從InN的紅外線（0.69 eV）到GaN的紫外線（3.4 eV）之間。In/Ga的比例介於0.02/0.98到0.3/0.7之間[1]。

應用

LED

氮化銦鎵是現代藍色或綠色LED的發光層，通常是長晶在GaN緩衝層上，在蓝宝石或碳化硅的透明基板。氮化銦鎵有高熱容量，對游離輻射的靈敏度很低（類似其他三族元素的氮化物），因此適合用作光伏陣列材料，特別是人造衛星的光伏陣列。

太陽能電池

因為可以透過調整氮化銦鎵中銦和鎵的比例，在寛範圍下調整能隙，且其頻譜和陽光對應，因此氮化銦鎵適合用在光伏陣列中[2][3]。此材料對於各層晶格不匹配產生的缺陷較不敏感，因此可以生成不同層，各層有不同的能隙。二層的多結光伏電池，其能隙分別是1.1 eV和1.7 eV，其理論最大效率可以到50%，若沈積多層，且有更廣的能隙範圍，理論上效率有可能可以到70%[4]。

量子異質結構

量子異質結構（英语：Quantum heterostructure）多半是由氮化鎵加上氮化銦鎵主動層製成。氮化銦鎵可以和其他材料結合，例如GaN、氮化鎵鋁（英语：aluminium gallium nitride），底層是碳化矽、蓝宝石甚至是矽。

奈米柱

氮化銦鎵奈米柱（英语：nanorod）是立體結構，和平面LED比較，奈米柱發射表面較大、效率較好，光發射量也比較大[來源請求]。

安全性和毒性

有關氮化銦鎵的毒性目前尚未完全研究。其粉末會刺激皮膚、眼睛和肺部。有關氮化銦鎵製備原料（像三甲基铟、三甲基镓和氨）的環境、健康及安全（英语：environment, health and safety）議題以及標準有机金属化学气相沉积法來源的工業衛生監控，目前已有文獻回顧[5]。

相關條目

參考資料

  1. ^ Linti, G. The Group 13 Metals Aluminium, Gallium, Indium and Thallium. Chemical Patterns and Peculiarities. Edited by Simon Aldridge and Anthony J. Downs.Angew. Chem. Angewandte Chemie International Edition: 11569. doi:10.1002/anie.201105633. 
  2. ^ McLaughlin, D.V.P.; Pearce, J.M. Progress in Indium Gallium Nitride Materials for Solar Photovoltaic Energy Conversion. Metallurgical and Materials Transactions A. 2013, 44 (4): 1947–1954. Bibcode:2013MMTA...44.1947M. S2CID 13952749. doi:10.1007/s11661-013-1622-1. 
  3. ^ Bhuiyan, A.; Sugita, K.; Hashimoto, A.; Yamamoto, A. InGaN Solar Cells: Present State of the Art and Important Challenges. IEEE Journal of Photovoltaics. 2012, 2 (3): 276–293. S2CID 22027530. doi:10.1109/JPHOTOV.2012.2193384. 
  4. ^ A nearly perfect solar cell, part 2 互联网档案馆的存檔，存档日期17 September 2020.. Lbl.gov. Retrieved 2011-11-07.
  5. ^ D V Shenai-Khatkhate; R Goyette; R L DiCarlo; G Dripps. Environment, health and safety issues for sources used in MOVPE growth of compound semiconductors. Journal of Crystal Growth. 2004, 1–4 (1–4): 816–821. Bibcode:2004JCrGr.272..816S. doi:10.1016/j.jcrysgro.2004.09.007.