Galliumnitrat-Halbleiter werden bisher vornehmlich bei LEDs eingesetzt, sollen aber auch kleinere, energiesparende Transistoren für eine Reihe von anderen Anwendungen ermöglichen, nachdem die Silizium-Technik schon an ihre Grenzen stößt.
Den Anfang von Galliumnitrat machten laut einem Bericht bei "NE Asia Online" 1993 blaue LEDs, die bei LCDs einen breiteren Farbraum ermöglichen sollen. 1996 folgte die Entwicklung von weißen LEDs für farbige Handy-Displays. Die 1999 entwickelten blauvioletten Halbleiterlaser ließen später die Entwicklung von Blu-Ray und HD-DVD mit weit höheren Kapazitäten als herkömmliche DVDs zu.
2005 kamen die ersten Transistoren mit GaN bei Hochleistungsverstärkern für Mobilfunkbasisstationen auf. Die Basisstationen können so wesentlich kleiner gebaut werden.
Für 2008 werden mit GaN die ersten Transistoren und Dioden in Stromschaltkreisen erwartet. Herauskommen sollen kleinere Stromversorgungseinheiten bis hin zu kleineren Hybrid- und Elektromotoren, die für 2010 erwartet werden.
In Stromkreisen mit Silizium-Tehcnik wird es zunehmend schwieriger den Leistungsverlust zu reduzieren. Und nachdem die Leistungsdichte sich in den letzten 20 Jahren pro Jahrzehnt verfünffacht oder sogar versechsfacht hat, sind Verbesserungen kaum mehr möglich. GaN soll den Flaschenhals durchbrechen helfen.
Die Bandlücke, der energetische Abstand zwischen Valenz- und Leistungsband, reicht bei GaN bis über 350 V/Mikrometer, bei Si-Technik nur bis 30 oder 40 V pro Mikrometer. Die Betriebstemperatur kann sich von derzeit 170 auf 400 Grad Celsius erhöhen. Die höchste maximale Oszillationsfrequenz kann von 100 auf mehrere hundert hochgehen. Voteil ist auch ein geringerer Rauschpegel bei der Funkübertragung, der mit SI-Technik bei 1 dB liegt. Hinzu kommt auch eine höhere maximale Stromstärke von 1,1 statt bisher etwa 0,5 Ampere pro Millimeter.
Die durchschnittliche Ausgangsleitung mit Si-Technik liegt im 0,1-GHz-Bereich bei etwa 60 Watt. Mit GaN kann sie auf mehrere hundert Watt hochgehen. Außerdem deckt GaN auch einen größeren Bandbereich von bis zu etwa 80 GHz ab. (kh)