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매우 무른 원소 원자번호 31번 갈륨(Ga)

공놀공놀 2022. 3. 3. 12:08
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▲갈륨(Ga)이란 무엇인가?
▲원자번호 31번 갈륨(Ga)

 갈륨(Ga)은 상온 20도에서는 고체로 존재하지만 녹는점이 약 28도를 못 넘기 때문에 사람이 만지면 융해가 됩니다. 기술이 발달하기 전 과거에 갈륨(Ga)은 황화물이나 석탄 등을 태우면서 발생했던 부산물로 채취했었는데, 현재 기술의 발전에 따라 이 금속은 주로 알루미늄 생산의 부산물의 형태로 생성됩니다. 생산량이 많은 금속은 아니지만 매년 가격이 급등, 급락을 반복하며 기술의 발달과 경제에 따라 가격에 큰 영향을 받는 원소 입니다.

 

▲갈륨(Ga)의 원자 구조

 

 갈륨(Ga)은 매우 무른 자연상태에서 원소 자체로 존재하지 않고 화합물로만 존재합니다. 지각에서의 존재 비는 약 0.0017%이며, 녹는점이 매우 낮아 사람의 체온에서도 녹아 액체가 되어 취급이 어렵지만 심각한 독성이나 인체에 해를 끼치지 않기 때문에 위험하진 않습니다. 반응성이 매우 큰 금속은 아니며 상온에서는 산화물 보호막을 형성하여 공기 및 물에 반응하지 않고, 온도가 높아질 경우에는 산소와 반응하여 산화 갈륨(Ga)이 되는 특징이 있습니다. 전기전도도가 매우 낮고 반자기성을 가지고 있어 자석과 반응하지는 않습니다.

▲갈륨(Ga)의 용도는 무엇인가?

 

▲반도체에 사용되는 갈륨(Ga)

 3족 원소인 갈륨(Ga)은 5족 원소인 비소(As)와 혼합한 화합물로 반도체에 주로 사용됩니다. 갈륨비소(GaAs)의 반도체 특성은 정보통신 기술이 발전하면서 유선과 무선을 이용한 데이터, 음성, 멀티미디어 전송이 증가하면서 더욱 높은 동작주파수와 대역폭얻기에는 실리콘 기반 솔루션은 한계를 드러냈고 이에 대한 대안으로 떠오른 것이 갈륨비소 반도체 기술 입니다. 갈륨비소는 실리콘에 비해 전자의 이동 속도가 약 6배 가량 빠른 특성을 갖습니다. 다라서 연산속도도 6배 빠르다고 할 수 있습니다. 또 트랜지스터 구조가 간단하여 많은 트랜지스터를 수용할 수 있어 고주파 대역까지 처리할 수 있습니다. 

 

▲갈륨(Ga)의 특징

 

발견자 프랑스 화학자 폴 에밀 르코크 드 부아보드랑
발견 연도 1875년
어원 프랑스의 라틴어 이름 'Gallia'
특징 녹는점이 약 30도로 낮고, 다른 금속을 약화시킨다
사용 분야 온도계, 반도체, 파란색 발광 다이오드 등
원자량 69.723 g/mol
밀도 5.91g/cm3
녹는점 29.76 °C
끓는점 2,400 °C
상온에서 상태 고체
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