¿Qué es el Óxido de Galio?
El óxido de galio es un compuesto inorgánico en polvo de color blanco.
La fórmula química del óxido de galio es Ga2O3, su peso molecular es 187,44 y su número de registro CAS es 12024-21-4.
Las condiciones de almacenamiento xomunmente recomendadas establecen que el vidrio es un material de envase y embalaje seguroTambién debe almacenarse en un recipiente sellado en un lugar fresco y bien ventilado en la medida de lo posible, alejado de la luz solar directa.
Usos del Óxido de Galio
El óxido de galio se utiliza como materia prima para los fósforos verdes, así como para los sustratos utilizados en los LED (diodos emisores de luz), que están sustituyendo a las lámparas fluorescentes y las bombillas utilizadas en los aparatos de iluminación convencionales.
Además, se espera que los dispositivos semiconductores de potencia que utilizan óxido de galio sean más pequeños y tengan menos pérdidas debido a la menor resistencia durante la conducción en comparación con los chips semiconductores fabricados con carburo de silicio, que se han utilizado en el pasado.
Propiedades del Óxido de Galio
El óxido de galio es soluble en muchos ácidos, como el ácido clorhídrico, pero es prácticamente insoluble en agua.
El óxido de galio (III) adopta cinco formas diferentes: α, β, γ, δ y ε. De ellas, el óxido de galio β (III) tiene un punto de fusión de 1740 °C. El óxido de galio β (III) es la forma más estable.
Estructura del Óxido de Galio
La forma más estable del óxido de galio (III), el óxido β-galio (III), adopta una disposición estructural cúbica distorsionada de paquete cerrado y tiene una estructura tetraédrica u octaédrica distorsionada Las distancias de enlace Ga-O son 1,83 Å y 2,00 Å respectivamente La estabilidad del óxido β-galio (III) se atribuye a estas distorsiones estructurales.
Otra Información sobre el Óxido de Galio
1. Síntesis del Óxido de Galio
El óxido de galio (III) se obtiene como precipitado por neutralización de soluciones de sales de galio ácidas o básicas. También se produce calentando galio metálico en aire o pirolizando nitrato de galio (III) a 200-250 °C.
El β-Ga2O3 puede obtenerse calentando acetato de galio (III), nitrato de galio (III), oxalato de galio (III) y otros derivados orgánicos del galio (III) a 1.000 °C.
2. Otras Estructuras Cristalinas del Óxido de Galio
El α-Ga2O3 se obtiene calentando β-Ga2O3 a 65 kbar y 1.100 °C durante 1 h. Los hidratos de α-Ga2O3 se forman descomponiendo el hidróxido de galio a 500 °C.
El γ-Ga2O3 puede obtenerse calentando rápidamente gel de hidróxido de galio a 400-500 °C. El δ-Ga2O3 se obtiene calentando nitrato de galio (III) a 250 °C.
El ε-Ga2O3 se obtiene calentando δ-Ga2O3 a 550 °C durante 30 min.
3. Catálisis del Óxido de Galio
El óxido de galio (III) también es muy importante en la producción de catalizadores. Por ejemplo, es necesario para la síntesis de catalizadores Ga2O3-Al2O3.
Los catalizadores Ga2O3-Al2O3 se sintetizan haciendo reaccionar una solución acuosa de nitrato de galio (III) con óxido de aluminio, evaporando hasta sequedad a 393 K y pirolizando después el compuesto a 823 K durante 4 h en aire.
4. Nanoestructura del Óxido de Galio
Pueden sintetizarse nanoribbones y nanoplanchas de óxido de galio (III) haciendo reaccionar Ga0 con agua a altas temperaturas o evaporando nitruro de galio en una atmósfera caliente de oxígeno. La estructura de las nanorredes y nanohojas de óxido de galio (III) es de cristal único puro, sin desviaciones estructurales.
Concretamente, los reactivos obtenidos mediante reacciones de evaporación térmica se analizaron utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), difractómetro de rayos X (XRD) y análisis de rayos X por dispersión de energía (EDS). Los resultados de los análisis también muestran que los reactivos tienen una estructura gris parecida al algodón.
El MEB mostró que los reactivos tienen una estructura en forma de alambre o lámina, mientras que las fotografías de MET revelaron que el óxido de galio (III) tiene una estructura en forma de cinta.