氮化镓: 历史与未来

镓在自然界中不以元素形式存在。它通常是在铝土矿加工成铝的过程中，或闪锌矿提炼为锌的过程中产生的副产品。因此镓的提取和精炼，碳足迹非常低。

镓每年产量超过 300 吨，预计全世界的存储量超过 100 万吨。由于镓是一种加工副产品，所以成本相对较低，约为每公斤 300 美元，比每公斤约 6 万美元的黄金要低 200 倍。

德米特里 · 门捷列夫（Dmitri Mendeleev）在1871年预测了镓的存在。1875年，德布瓦博德兰（Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran）在巴黎被发现镓，并以他祖国法国的拉丁语 Gallia (高卢)为这种元素命名它。纯氮化镓的熔点只有30(86) ，因此在正常体温下，它会在人的手中融化。
又过了65年，氮化镓首次被人工合成。直到20世纪60年代，制造氮化镓单晶薄膜的技术才得以出现。作为一种化合物，氮化镓的熔点超过1600℃，比硅高200℃。

1972年，基于氮化镓材质的 LED 发光二极管才被发明出来（使用掺有镁的氮化镓），。这是里程碑式的历史事件。虽然最初的氮化镓 LED ，它的亮度还不足以商用，但这是人类第一次制备出能够发出蓝紫色光的LED。1991年，一种生产更高亮度的蓝色LED的方法获得了专利，两年后，高亮度的蓝色 LED 就诞生了了。

高亮度的蓝色LED商用，是电子行业的一个转折点。通过添加荧光粉涂层，人类实现了有可能创造出能够替代低效白炽灯的白色LED。添加红色和绿色的LED，就可以组成一款基于 LED 的显示器。从第一台LED背光液晶电视到最新的OLED屏幕，这加速了阴极射线管（CRT）电视和显示器市场的更替，以及基于硅的 “偏转晶体管 “屏幕产品的消亡。

因此，氮化镓是我们在电视、手机、平板电脑、笔记本电脑和显示器中，使用的高分辨率彩色屏幕背后的核心技术。在光子学方面，氮化镓还被用于蓝光激光技术（最明显的是用于蓝光播放器的光盘激光头）。

在光子学之外，虽然氮化镓晶体管在1993年就发布了相关技术，但直到2004年左右，第一个氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）才开始商用。这些晶体管通常用于需要高效能、高电压的射频基础设施。几年后，即2008年，氮化镓金属氧化物半导场效晶体（MOSFET）（在硅衬底上形成）得到推广，但由于电路复杂和缺乏高频生态系统组件，使用率较低。