GaN材料中的位错不会显著降低其光学和电学性能。GaN蓝光LED普遍使用的衬底材料是蓝宝石,虽然衬底与GaN外延层之间存在的晶格失配和热失配。若用GaN做成其它器件,如激光器二极管或是大面积、大功率器件,如此高的位错密度就对此类器件非常有害的。另外,虽然蓝宝石能进行多种加工,但其固有的性质会影响到外延材料的性质。GaN异质外延,其质量受衬底的影响很大,衬底材料的选择,一般认为晶格匹配是决定性因素。科研工作者对大量的材料进行过GaN生长,包括绝缘的金属氧化物、金属、金属氮化物和其它的半导体材料。除了晶格常数以外,材料的晶体结构、表面性、组成、稳定性、化学性能和电学性能也是决定其是否能做衬底的重要因素,因为它们会严重影响外延层的性能。GaN的晶体方向、极性、表面形貌、应力和缺陷浓度由所采用的衬底决定,也就是衬底的性能会终决定器件的性能。
氮化镓(GaN,gallium nitride)是一种具有半导体特性的化合物,其研究可追溯到上世纪九十年代。使用GaN制造的电子组件包括二极管,晶体管和放大器,它与硅(这也是此前我们听过的流行的一种半导体材料)属于同一元素周期族。GaN具有更宽的“带隙(band-gap)”,带隙本质上衡量的是能量通过材料的难易程度,因此与硅基电子产品相比具有许多优势。
让GaN在终端设备领域显得特别有前途的是5G无线电和电源技术以及超快速充电配件。在超快速充电配件中,明显的表现是,与传统的硅部件相比,GaN在较小的面积内具有更好的热效率和功率效率。