GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与SIC、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。
GaN材料的特性
GaN是极稳定的化合物，又是坚硬的高熔点材料，熔点约为1700℃，GaN具有高的电离度，在Ⅲ—Ⅴ族化合物中是最高的（0.5或0.43）。在大气压力下，GaN晶体一般是六方纤锌矿结构。它在一个无胞中有4个原子，原子体积大约为GaAs的一半。因为其硬度高，又是一种良好的涂层保护材料。
六方结构具有ABABAB...堆垛次序，而立方结构具有ABCABC...堆垛次序（如图1）。正因为如此，使得GaN材料的两种多型体之间，虽然有一些共性，但又在各种特性上显示出差异。
（a）六方纤锌矿GaN晶体的结构
（b）立方闪锌矿GaN晶体的结构
图1 两种GaN晶体结构
1. GaN的物理特性
六方GaN的晶格常数是a=0.3189nm，c=0.5185nm；立方GaN的晶格常数公认的数值为0.452nm左右。表1列出了纤锌矿GaN和闪锌矿GaN的已知物理特性。
表1 GaN材料的特性参数
2. GaN的化学特性
在室温下，GaN不溶于水、酸和碱，而在热的碱溶液中以非常缓慢的速度溶解。NaOH、H2SO4和H3PO4能较快地腐蚀质量差的GaN，可用于这些质量不高的GaN晶体的缺陷检测。GaN在HCL或H2气下，在高温下呈现不稳定特性，而在N2气下最为稳定。
3. GaN的电学特性
GaN的电学特性是影响器件的主要因素。非故意掺杂的GaN样品一般都存在较高（>1018cm-3）。的n型本底载流子浓度，一般认为这是由于氮空位引起的。现在好的GaN样品的n型本底载流子浓度可以降低到1016cm-3左右,室温下的电子迁移率可以达到900cm2/V.s。采用 AIGAN/GaN异质结构可以提高电子迁移率,这种提高归因于异质结界面处形成的二维电子气(2DEG)。
由于非掺杂样品的n型本底载流子浓度较高，制造p型GaN样品的技术难题曾一度限制了GaN器件的发展。1988年 Akasaki等人首先通过低能电子束辐照( LEEBI),实现了掺Mg的GaN样品表面的p-型化，随后 Nakamura小组采用热退火处理技术，更好更方便地实现了掺Mg的GaN样品的p-型化。目前已经可以制备载流子浓度为1011cm-3~1020cm-3的p-型GaN半导体材料。
4. GaN的光学特性
人们关注的GaN的特性，旨在它在蓝光和紫光发射器件上的应用。Maruska和Tietjen首先精确地测量了GaN直接隙能量为3.39eV。几个小组研究了GaN带隙与温度的依赖关系，Pankove等人估算了一个带隙温度系数的经验公式：dEg/dT=-6.0×10-4eV/k。 Monemar测定了基本的带隙为3.503eV±0.0005eV，在1.6kT为Eg=3.503＋（5.08×10－4T2)/(T－996) eV。