Gallium ist ein seltenes, gering vorkommendes disperses Metall mit extrem niedrigem Schmelzpunkt; es bildet fast nie ein eigenes Erz und wird hauptsächlich als Nebenprodukt aus derBayer-Lauge der Aluminiumoxidraffination gewonnen, doch liegt es der gesamten Verbindungshalbleiterindustrie zugrunde. Seine größte Verwendung liegt in Galliumarsenid- (GaAs) und Galliumnitrid- (GaN) Wafern: GaAs versorgt HF-Leistungsverstärker, Mobilfunkbasisstationen und Satellitenkommunikationschips mit überlegenem Hochfrequenzverhalten gegenüber Silicium, während GaN Schnellladegeräte, 5G-Basisstationen und Lidar ermöglicht, mit Leistungsdichten und Wirkungsgraden, die konventionelle Silicium-Bauteile weit übertreffen. In LEDs sind GaN-basierte Blauchips das lichtemittierende Zentrum weißer LEDs, die zusammen mit Leuchtstoffen energieeffiziente Beleuchtung und Displays liefern. In der Solarenergie werden Mehrfachübergangs-GaAs-Zellen auf Satelliten und Raumsonden eingesetzt und führen alle Photovoltaik-Technologien in der Umwandlungseffizienz an. Gallium wird zudem in Infrarot-Optiklinsen, niedrigschmelzenden Legierungen und nuklearmedizinischen Tracern verwendet – ein klassisches Beispiel für ein strategisches „Engpassmetall“, das in kleinen Mengen verbraucht wird.
Galliumarsenid (GaAs) ist das Flaggschiffmaterial der Verbindungshalbleiter der zweiten Generation, verwendet in HF-Bauteilen, Laserdioden und GaAs-Solarzellen, und ist in Satelliten, Mobiltelefonen und optischer Kommunikation unersetzlich. Galliumnitrid (GaN) ist ein Breitbandlücken-Halbleiter, der das Kernmaterial blauer LEDs, Schnelllade-Leistungsbauteile und 5G-HF-Verstärker bildet, wobei die Nachfrage in den letzten Jahren mit dem Hochlauf von GaN-Ladegeräten und Basisstationschips steigt. Galliumoxid (Ga2O3) ist ein aufstrebender Ultre-Breitbandlücken-Oxidhalbleiter, der bei tiefen UV-solarblinden Detektoren und Leistungsbauteilen auf starkes Interesse stößt. Indiumgalliumarsenid (InGaAs) ist ein wichtiger ternärer Verbindungshalbleiter, verwendet in Detektoren und Lasern für die Glasfaseroptik und als lichtempfindliche Fläche infraroter Nachtsicht-Imager, was es zu einem Schlüsselmaterial für optische Kommunikation und Infrarotgeräte macht.
