镓：液态金属，芯片之星

镓是一种十分有趣的金属，比如它的熔点很低（29.76℃），在人的手掌上就能熔化为液态。因此，镓在室温下是液态的。镓是芯片制造的关键材料，如镓的化合物是优质的半导体材料，被称为半导体工业的“新星”。目前，消耗在半导体行业的金属镓资源占到了总消费量的80%～85%。

半导体“新星”

在一定条件下，镓能与硫、硒、碲、磷、砷、锑等发生反应，从而生成镓的系列化合物。它们都是优质的半导体材料，在光电子领域和微波通信领域具有极为广泛的应用。砷化镓是继硅半导体材料之后的又一种半导体材料，不仅是光电子器件的制造材料，而且在微电子技术方面也具有重要的应用。

砷化镓的最大特点是具有很好的光电性能，即在光照或外加电场的条件下，电子激发可以释放出光能来，并且其光发射效率也要比其他半导体材料高一些。20世纪80年代，砷化镓被广泛应用到微波器件、激光器和发光二极管等产品中，被认为是最有发展前途的半导体材料。

磷化镓是制作半导体发光元件的又一种优质材料。20世纪70年代，科学家先后用磷化镓作为基板开发出了可以发黄色、橙色和绿色光的发光二极管。到了20世纪80年代，砷化铝镓的应用促使了第一代高亮度发光二极管的诞生。到了20世纪90年代初，四元素半导体材料磷化铝镓铟的采用，使得发光二极管的发光效率有了很大的提高。

氮化镓是III-V族半导体材料中最有希望的宽禁带光学材料，曾于20世纪90年代初成就了蓝色LED的辉煌。蓝色LED的推出，又迎来了白光LED照明的新纪元。硅衬底氮化镓基LED技术路线极大地提升了我国LED技术在国际上的地位。

与硅材料相比，氮化镓具有更好的带隙宽度、电子饱和迁移速度和击穿场强。这些优点使其在制造射频器件和电力电子器件方面更具优势。如今，氮化镓材料的研究与应用已成为全球半导体研究的前沿和热点，并成为研制微电子器件、光电子器件的第三代半导体材料。

太阳能电池

镓的化合物半导体材料做成的太阳能电池，可以把太阳能直接转变成电能，并且具有比较高的效率。最初太阳能电池的生产和使用成本比较高，因此常被应用在航天和军工领域。现在，随着科学技术水平的不断提高，砷化镓太阳能电池的生产和使用成本都在降低，使得太阳能电池的应用领域在不断拓展。

随着太阳能电池材料的不断发展，人们对太阳能电池材料提出了更高的要求。其中，薄膜太阳能电池曾引起了人们的研究兴趣。在铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池中，通过掺入适量镓以替代部分同族的铟，可以调节CIGS的禁带能隙，这是CIGS材料优于硅系光伏材料的根本所在。同时，铜铟镓硒材料的吸收系数很高，还具有较大范围的太阳光谱的响应特性。因此，薄膜太阳能电池成为全球光伏领域研究的热点之一。

其他应用

利用镓的低熔点属性，可以将其与其他金属一起制成易熔合金，用于电路熔断器和各种保险装置，如应用于自动灭火装置，起到安全保险的作用。如镓与铋、铅、锡、镉，铟、铊等可以生成易熔合金，熔点一般低于60℃：含25％铟的镓铟合金的熔点为16℃，含8％锡的镓锡合金的熔点为20℃。利用镓与铜、镍、锡、金等成分还可制成冷焊剂，以解决异型薄壁产品难以焊接的难题。

虽然镓的熔点非常低，但是它的沸点非常高。利用镓的这个特性可以制成测量高温的温度计，主要用于炼钢炉、反应炉、原子反应堆的温度测量。在原子能工业中，镓可以用作热传导物质，把反应堆中的热量传导出来。同时，利用镓能吸收中子的性能，可以控制中子的数目和反应速度。