GaN属III-V族氮化物材料,是一种极稳定的化合物,又是坚硬的高熔点材料(熔点约为1700℃)。通常条件下,GaN以六方对称性纤锌矿2H结构存在, 它在一个元胞中有4个原子,原子体积大约为GaAs的一半。但在一定条件下也能以立方对称性的闪锌矿3C结构存在。从晶体学上讲,两种结构的主要区别在于沿(111)晶向原子 a =0.3189n c = 0.5185nm;立方GaN的晶格常数公认的数值为 0.452nm 左右。Ga溶于水、酸和碱,而在热的碱溶液中以非常缓慢的速度溶解。
国内对GaN材料的研究开展得较晚,跟国际上的高水平相比有着较大的差距,但近年来也取得了显著的进展,目前蓝光发光二极管已有实验室样品,并且正在走向产业化。绿光、紫光二极管也已制出样管。白光二极管的制造技术也将一步步走向成熟。
GaN材料系列具有低发热率和高击穿电场,是开发高温、大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。目前,随着MBE技术在GaN材料应用方面的进展以及薄膜生长关键技术的突破,各种GaN异质结构已成功生长。利用GaN材料制备了金属场效应晶体管(MESFET)、异质结场效应晶体管(HFET)和调制掺杂场效应晶体管(MODFET)等新型器件。调制掺杂AlGaN/GaN结构具有高电子迁移率(2000cm2/vs)、高饱和速度(1×107cm/s)和低介电常数,是制作微波器件的材料;采用GaN宽带隙(3.4eV)和蓝宝石等材料作为衬底,具有良好的散热性能,有利于器件在高功率条件下工作。