Usos del galio en la tecnología

En el mundo moderno, el galio se usa en todas partes y la vida moderna sería irreconocible sin los beneficios que brinda.

​Al leer esto, lo más probable es que los átomos de galio (Ga) más cercanos a usted se encuentren dentro del dispositivo informático que está al alcance de su mano. Los dispositivos WiFi y Bluetooth dentro de las computadoras portátiles, teléfonos celulares y tabletas de hoy en día utilizan semiconductores de arseniuro de galio (GaAs) en los que se utilizan sus propiedades para construir circuitos integrados de radiofrecuencia. En los últimos años, los cargadores para dispositivos móviles se han vuelto mucho más pequeños al tiempo que tienen más potencia y ciclos de carga más rápidos porque utilizan chips semiconductores para electrónica de potencia hechos de nitruro de galio (GaN).

En su forma elemental, el galio se funde cerca de los 30 °C. Permanece líquido justo por encima de la temperatura ambiente. Al ponerlo en una aleación con indio, el punto de fusión queda por debajo de la temperatura ambiente y se reduce aún más al añadir estaño. Sus bajos puntos de fusión bajos convierten a la familia de aleaciones del galio en un reemplazo no tóxico para el mercurio en las aplicaciones que requieren un metal líquido a temperatura ambiente. El uso de metales líquidos se estudia cada vez más para aplicaciones de interfaz térmica en las que se necesita alejar el calor de los chips semiconductores calientes.

Al incorporarlos a los semiconductores III-V (GaAs, GaN, GaP y otros), las propiedades electrónicas y ópticas de estos materiales son superiores a las del silicio, aunque tienen un costo mayor. Si bien la estructura de banda electrónica de los semiconductores basados en Ga ofrece velocidades de conmutación mucho más altas, cualquier aplicación comercial debe equilibrar esto con el menor costo de integración del silicio para fabricar circuitos integrados.

Los principales usos industriales del galio metálico en la actualidad son:

• Aplicación como semiconductor, en circuitos integrados, LED y puntos cuánticos
  • En sistemas de materiales (GaAs, GaN, GaP)
  • En obleas cristalinas y precursores de MOCVD de galio (TMG, TMGa)
  • Como galio metálico para epitaxia en fase líquida y tricloruro de galio para la fabricación de TMG/TMGa
• Vehículos eléctricos y generadores de energía eólica
  • En imanes de alta potencia que usan Ga como dopante
• Energía solar fotovoltaica
  • Como dopante p en células solares basadas en silicio
  • En células solares de película delgada que combinan galio con indio, cobre y selenio (CIGS)
• Baterías especiales
  • En el electrolito de baterías de cloruro de tionilo de litio de alta temperatura
• Pantallas LCD y OLED
  • Como óxido de galio para parte de las películas IGZO (óxido de zinc de indio y galio) para formar los transistores que controlan la conmutación de píxeles en el plano posterior de la pantalla

Como puede ver que el galio y sus compuestos tienen un número asombroso de usos industriales y propiedades únicas e intrigantes al compararlo con otros elementos. Una lectura interesante y divertida es The Disappearing Spoon (https://www.amazon.com/Disappearing-Spoon-Madness-Periodic-Elements/dp/0316051632) de Sam Kean. Este libro tiene historias fascinantes e inusuales sobre los grupos de elementos que se encuentran en la tabla periódica, pero el título del libro está directamente relacionado con el galio. Y, para ver una cuchara que desaparece en acción, vea este video: https://youtu.be/t3tpj9hVbJU