Ga/Gallium

Toepassingen

Kwartsthermometer

Gesmolten gallium blijft bij afkoelen vloeibaar tot vér onder het smelt­punt. Een kwartsthermometer gevuld met galli­um is daardoor in staat temperaturen te meten van over een breed temperatuurgebied van ongeveer – 15° tot 1.200 °C.

Lichtgevende diode, LED

Lichtgevende diodes, kortweg LED’s (oorspronkelijk een afkorting van light emitting diodes), zijn opto-elektronische componenten opgebouwd uit halfgeleiders. Bij de zogenaamde p-n-over­gang zenden ze – afhankelijk van de gebruikte materialen – rood, oranje, geel, groen of blauw licht uit. LED’s met galliumfosfide geven groen licht en met galliumarsenide rood licht.

Een doorbraak was de vervaardiging van een blauwe LED op basis van galliumnitridekristallen. Omdat alle kleuren kunnen worden samengesteld uit 3 basiskleuren, opende deze vinding de mogelijkheid tot (goedkope) kleuren displays en LED-tv’s.

Inmiddels is ook de nieuwste generatie spaarlampen met LED’s uitgerust. Het is mogelijk redelijk wit licht te verkrijgen door een combinatie van de drie kleuren in één lamp of door blauw licht op een fosforescerende laag te laten vallen.

Laserdiode

Een bijzondere variant van de LED is de laserdiode. Deze levert coherent, monochromatisch laserlicht met een relatief hoog vermogen (enkele Watts). De meest gebruikte rode laserdiodes bevatten galliumarsenide (GaAs). Blauwe varianten bevatten indiumgalliumnitride (InGaN).

Dit is met afstand het meest gebruikte lasertype waarvan jaarlijks vele honderden miljoenen exemplaren worden geproduceerd. Je vindt laserdiodes bijvoorbeeld in CD-, DVD en ‘blu-ray’-spelers, in laser printers en in apparatuur voor telecommunicatie via optische vezels.

Zonnecellen

Zonnecellen met laagjes galliumarsenide (GaAs) hebben een hoog rendement (ruim 25%). Vanwege hun relatief hoge prijs vind je ze vooral in ‘high performance’ toepassingen zoals in zonnepanelen voor de ruimtevaart (onder andere voor de Hubble-telescoop).

Deze zonnecellen worden ook toegepast in zonne-auto’s voor de prestigieuze “World Solar Challenge”. Vaak gaat het daarbij om ‘space rejects’, voor de ruimtevaart afgekeurde zonnecellen. De bekendste Nederlandse deelnemer aan deze race dwars door Australië (van Darwin naar Adelaide) is de Nuna, gebouwd door studenten van de Technische Universiteit Delft. De Nuna wist de race vier keer op rij te winnen. Overigens was de zesde versie van de Nuna uitgerust met silicium zonnecellen.

Tumordetectie

De radioactieve isotoop ⁶⁷Ga (halveringstijd 78,3 uur) wordt gebruikt voor het opsporen van tumoren (onder andere melanoom, bepaalde vormen van long- en leverkanker,  de ziekte van Hodgkin) en andere aandoeningen zoals ontstekingen in been­merg en bindweefsel. Het wordt toegepast als ⁶⁷Ga -citraat. Zieke, hyperactieve cellen nemen deze verbinding meer op dan gezonde cellen. Bij analyse met gammacamera’s wordt daardoor de plaats van de zieke cellen zicht­baar.

Infrarooddetector

Een aantal halfgeleiders is gevoelig voor infraroodstraling. Ze worden daarom toegepast in detectoren voor infrarode straling (“warmtestraling”) zoals in beveiligingsapparatuur (passief infraroodmelders). Onder andere galliumarsenide, -nitride, -antimonide, en -fosfide en zinkselenide zijn geschikt.

Meer toepassingen

Als element en in legeringen

• Glassoldeer (legering met zeer laag smeltpunt)
• Kathodebuizen (Al,Ga)
• Magneten (met Gd, Fe, Y, Li, Mg)
• Spiegellaag op glas
• Supergeleiding (V₃Ga)
• Warmtewisselaars in kernreactoren
• Legeringen met een laag smeltpunt

In verbindingen