14 – Galliumoxid

Galliumoxid gehört zu den Oxiden der Gruppe III und hat eine Bandlücke Eg von etwa 4,8 eV und eine mittlere Konzentration freier Ladungsträger von ∼1014-15 × 1018 cm3 (siehe Tabelle 14.1). Es ist das transparenteste halbleitende Oxid mit der größten Bandlücke. Der allererste Bericht über Galliumoxid stammt aus dem Jahr 1871, als Dmitri Mendelejew theoretisch die Existenz eines neuen Elements, Eka-Aluminium, und verwandter Oxide vorhersagte (Mendelejew, 1871). Im Jahr 1875 isolierte Lecoq de Boisbaudran experimentell ein neues Element, das er Gallium nannte, und beschrieb die Eigenschaften seiner Verbindungen (De Boisbaudran, 1875). Lange Zeit war Galliumoxid von rein akademischem Interesse, da das Material keine technischen Anwendungen fand. Doch in den letzten Jahren hat sich der Schwerpunkt der Forschung von der grundlegenden Untersuchung seiner Eigenschaften auf die Entwicklung eines technologischen Hintergrunds für verschiedene praktische Anwendungen verlagert. Heute ist klar, dass es sich um ein Material mit beträchtlichem Potenzial handelt. Galliumoxid wurde als Material für Leuchtstoffe und Elektrolumineszenzgeräte, für chemische Sensoren und Katalysatoren, für transparente leitfähige Beschichtungen und natürlich für die Hochspannungs- und Leistungselektronik untersucht und getestet. Letztere erfordern eine wesentlich höhere Materialqualität und -reinheit, ähnlich wie in der Halbleiterindustrie.