氧化鎵(β-Ga2O3)作為繼GaN和SiC之后的下一代超寬禁帶半導體材料,其禁帶寬度約為4.8 eV,理論擊穿場強為8 MV/cm,電子遷移率為300 cm2/Vs,因此β-Ga2O3具有4倍于GaN,10倍于SiC以及3444倍于Si的Baliga技術指標。金屬鎵同時通過熔體法可以獲得低缺陷密度的大尺寸β-Ga2O3襯底,使得β-Ga2O3器件的成本相比于GaN以及SiC器件更低。隨著高鐵、電動汽車以及高壓電網輸電系統的快速發展,全世界急切的需要具有更高轉換效率的高壓大功率電子電力器件。沈陽金屬鎵β-Ga2O3功率器件在與GaN和SiC相同的耐壓情況下,導通電阻更低、功耗更小、更耐高溫、能夠極大地節約上述高壓器件工作時的電能損失,因此Ga2O3提供了一種更高效更節能的選擇。
對于蒸發鍍膜:一般是加熱靶材使表面組分以原子團或離子形式被蒸發出來,并且沉降在基片表面,通過成膜過程(散點-島狀結構-迷走結構-層狀生長)形成薄膜。金屬鎵厚度均勻性主要取決于:1、基片材料與靶材的晶格匹配程度;2、基片表面溫度;3、蒸發功率,速率;4、真空度;5、鍍膜時間,厚度大小。組分均勻性:蒸發鍍膜組分均勻性不是很容易保證,具體可以調控的因素同上,但是由于原理所限,對于非單組分鍍膜,蒸發鍍膜的組分均勻性不好。沈陽金屬鎵晶向均勻性:1、晶格匹配度;2、基片溫度;3、蒸發速率
在新型電光源中的應用,如鈧-鈉素燈,該燈發出的光接近太陽光,具有光度高,光色好,節電能,壽命長,破霧能力強等。金屬鎵在激光中的應用,在GGG加入鈧后,制成GSGG,發射功率比同體積的其它激光器提高了三倍,并可達到大功率化和小型化的要求。在合金中的應用:在合金材科中主要用于合金的添加劑和改性劑,在鋁及鋁合金中加入鈧后,可有效提高合金的綜合性能。高純金屬鎵粉末如合金的強度、硬度、耐熱性、耐蝕性和焊接性等有明顯提高。在其它領域的應用:如在中子過濾材料中加入鈧后,在核燃料過濾時,可防止UO2發生相變,利于運行作業。如含鈧的陰極用于彩電顯像管內,使的電源密度提高4倍,陰極使用壽命增長3倍等。
鎵也被應用到太陽能電池的制造中,如砷化鎵三五族太陽能電池,該電池具有良好的耐熱、耐輻射等特性,其光電轉換率非常高。金屬鎵最初因為生產、使用成本都非常高,常常被應用在航天和軍工領域。但近幾年隨著科技的發展,金屬鎵太陽能電池的生產和使用成本都在降低,搭配上聚光光學組件從而使其應用領域開始擴大,并且正在以較快的速度普及。CIGS薄膜太陽能電池是第三代太陽能電池,具有生產、安裝、使用成本低,光電轉換率高的優勢,因而在眾多太陽能電池產品中成為發展最快的一族。高純金屬鎵雖然世界上已投產或在建的CIGS工廠已超過40多家,但金屬鎵在CIGS的原材料中所占比重僅為5%—10%。隨著CIGS生產規模的擴大,該行業對金屬鎵的需求會有明顯增長。
于從含鈧礦物中直接提取鈧制品較困難,因而目前主要從處理含鈧礦物的副產物如廢渣、廢水、煙塵、赤泥中回收和提取氧化鈧,再以高純氧化鈧制備金屬鈧、鈧鋁中間合金、鈧鹽等鈧產品。金屬鎵據新思界產業研究中心發布的《2019-2023年中國鈧產品行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告 》。高純金屬鎵粉末目前從工業廢液中直接提取鈧的工藝主要有三種:溶劑萃取法、化學沉淀法、離子交換法。
生產工藝技術及設備經過多年來的研究和生產實踐后,目前從含鈧原料中提取Sc2O3的工藝技術有下列幾種方法:①萃取法。金屬鎵生產中使用較多,其具有產量大、質量好、回收率高、成本低及生產中可連續作業的特點。②離子交換法。生產中也常被采用。其具有產量小,純度較高,收率較低,成本較高及生產周期長的特點。③萃淋樹脂色層法。其具有生產周期短,純度高,收率高和成本低的特點。④液膜萃取法。高純金屬鎵它是膜分離與液液萃取相結合的一種新型分離技術。