ガリウム砒素とは？
がりうむひそ
ガリウム砒素とは、ガリウムとヒ素を1対1で化合させた化合物半導体で、シリコンより高速・高周波動作と高い発光効率を持ちます。
ガリウム砒素（GaAs：Gallium Arsenide）は、III族元素のガリウム（Ga）とV族元素のヒ素（As）が1対1の原子比で結合した化合物半導体です。シリコン（Si）に次いで電子デバイスへの応用が広い半導体材料として知られています。
シリコンと比較した際の主な優位点は以下のとおりです。
- 高い電子移動度：電子の移動度がシリコンの約5〜6倍で、高速・高周波動作に有利
- 直接遷移型バンドギャップ：電子と正孔が再結合する際に光を効率よく放出するため発光デバイスに適する
- 広いバンドギャップ：1.42 eV（室温）で、シリコン（1.12 eV）より高温・高電圧動作に有利な面もある
- 高耐放射線性：宇宙線や放射線に対する耐性が高い
主な応用分野は、スマートフォンや基地局向けの高周波増幅器・パワーアンプ（RF-MMIC）、LED（発光ダイオード）の前身となった可視光LEDや赤外LEDの発光素子、太陽電池（宇宙用高効率セル）などです。
一方で、シリコンに比べてウェーハコストが高く、ヒ素の毒性により製造・廃棄に特別な管理が必要です。現在は窒化ガリウム（GaN）など新たな化合物半導体との競合も進んでいます。
使い方・例文
スマートフォンの通信モジュールに搭載されているパワーアンプの多くはガリウム砒素を使用しており、高周波信号を効率よく増幅することで安定した無線通信を実現している。
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