鎵（Ga）-從稀有金屬到半導體與新能源的關鍵原物料

在現今快速演進的科技時代，許多關鍵元件的誕生往往依賴特定的稀有金屬，而 鎵（Gallium, Ga） 正是其中不可或缺的一員。自1875年被發現以來，鎵憑藉獨特的低熔點、高沸點及優異的電子特性，被廣泛應用於半導體、光電、通訊、能源與醫療等領域。無論是智慧型手機、5G 基地台、電動車電力系統，抑或是高效率太陽能電池與LED照明，鎵都在背後扮演關鍵角色。作為現代產業鏈中隱形卻核心的推手，鎵的重要性正隨著高科技需求的增長而持續攀升。

鎵的發現與歷史來源

早在1871年，俄國化學家 門德列夫（Dmitri Mendeleev） 在建立元素週期表時，就依據元素週期律預測到「鎵」的存在及性質。果然在1875年，法國化學家 勒科克·德布瓦博德蘭（Paul Émile Lecoq de Boisbaudran） 在分析閃鋅礦時，正式發現了這種新元素。由於其特性符合門德列夫的預測，鎵的發現也進一步驗證了週期表的正確性。此後，鎵逐漸走入科技應用，成為半導體與先進材料的重要基礎。

鎵的基本介紹

鎵（化學符號 Ga，原子序 31，原子量 69.723 u）屬於元素週期表第13族，與鋁（Al）、銦（In）、鉈（Tl）同族。

它是一種柔軟的銀白色金屬，具有低熔點（29.76 °C），在常溫下可因人體體溫而融化，但卻擁有極高的沸點（2204~2403 °C），展現出獨特的溫度特性。鎵的這種「低熔點、高沸點」組合，讓它能夠廣泛應用於溫度測量、合金製造與電子科技領域。

鎵的物理性質

原子量: 69.723
外觀：固態為銀白或藍白色，液態呈銀白色。
密度：5.91 g/cm³
熔點：29.76 °C（略高於室溫）
沸點：2204–2403 °C
導電性與導熱性：優異，但機械強度較弱。
化學性質：在空氣中相對穩定，但可與酸、鹼反應生成鎵鹽；能與銦、錫等形成低熔點合金（如 Ga-In-Sn 合金）。

鎵不以單質存在，通常以微量形式散布於鋅礦（閃鋅礦）、鋁土礦等礦石中。

鎵的不同純度

鎵的應用領域與其純度密切相關：

高純度鎵（>99.999%）：主要用於半導體材料（如 GaAs、GaN 晶圓），需具備極低雜質含量以確保元件性能。
中低純度鎵：可用於合金製造、溫度計、實驗材料等。
鎵合金：如鎵銦錫合金，凝固點可低至 -19 °C，適合於低溫環境下的應用，並可取代汞作為環保型溫度計填充物。

鎵的應用範圍

鎵被視為「科技關鍵元素」，廣泛應用於新世代電子、能源及醫療領域：

半導體與通訊
- 砷化鎵（GaAs）：應用於手機、GPS、WiFi、藍牙、紅外線電路、衛星通訊等高頻高速元件。
- 氮化鎵（GaN）：廣泛用於電動車電力轉換、5G 基地台、高效能電源模組。
光電與照明
- 氮化鎵與氮化銦鎵：製造藍光、紫光 LED 及雷射二極體。
- 量子點與平面顯示器：Ga-In 氧化物具高電子遷移率，提升螢幕解析度與亮度。
能源技術
- 太陽能電池：GaAs 高效太陽能電池廣泛應用於太空衛星。
- CIGS 太陽能電池（銅銦鎵硒）：兼具輕薄與高轉換效率。
- 鋰電池電解質：含鎵材料可在高溫下穩定運作。
醫學與其他應用
- 同位素鎵-67：用於腫瘤與發炎診斷。
- 合金與液態金屬：用於電子封裝、散熱材料、柔性電子、環保溫度計。
- 人造寶石：如釓鎵榴石，用於雷射材料與珠寶。

結論

從1875年被發現至今，鎵已從一種稀有金屬，成為驅動半導體產業與新能源技術的核心原料。無論是在智慧型手機、5G、電動車、太陽能電池，還是未來的先進醫療與量子科技中，鎵都扮演著不可或缺的角色。它的特殊物理性質與多元應用，讓鎵被譽為「新世代電子與能源革命的隱形推手」。

規格	純度	檢測雜質	雜質總含量
高純鎵（5N）	99.999%	Al、Ca、Cu、Fe、Hg、In、Mg、Ni、Pb、Sn、Zn、Si	<10ppm
超純鎵（6N）	99.9999%	Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Pb、Sn、Zn、Si	<1ppm
超⾼純鎵（7N）	99.99999%	Cu、Fe、Mg、Mn、Pb、Sn、Zn、Si	<0.1ppm

目錄

鎵的發現與歷史來源

鎵的基本介紹

鎵的物理性質

鎵的不同純度

鎵的應用範圍

結論

更多宏崴原物料資訊

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鎵的發現與歷史來源

鎵的基本介紹

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鎵的應用範圍

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