แกลเลียม เป็นธาตุสีขาว สีเงินที่หาได้ยาก ซึ่งสามารถดึงเอาเทคนิคที่ดีที่สุดออกมาในตารางธาตุได้ ที่อุณหภูมิห้อง แกลเลียมเป็นของแข็งโลหะแวววาว ที่มีลักษณะคล้ายอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ แต่ถือไว้ในมือสัก 2-3 นาที แล้วโลหะก้อนใหญ่นี้ก็เริ่มละลาย จุดหลอมเหลวของแกลเลียมอยู่ที่ 85.6 องศาฟาเรนไฮต์ ซึ่งหมายความว่า แกลเลียมจะละลายเป็นแอ่งน้ำ เหมือนกระจกในมือเล็กๆ ร้อนๆ ของคุณ
ในรูปของเหลวแกลเลียมดูเหมือนปรอทมาก แต่แกลเลียมไม่เป็นพิษเหมือนปรอท ดังนั้น จึงปลอดภัยกว่าในการจัดการ แม้ว่ามันจะทำให้ผิวหนังของคุณเปื้อนได้ นอกจากนี้ ยังเป็นส่วนประกอบสำคัญในไฟแอลอีดี และวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ สำหรับไมโครชิป อันทรงพลังในสมาร์ตโฟนของคุณอีกด้วย สิ่งเดียวที่หยุดแกลเลียมจากการครอบครองโลกอิเล็กทรอนิกส์ คือมันหายากมาก และมีราคาแพงมากเมื่อเทียบกับซิลิคอน
ดนตรี เมนเดเลเยฟ ทำนายการมีอยู่ของแกลเลียม ซึ่งเป็นสารบริสุทธิ์ที่ไม่ได้อยู่ในรูปแบบองค์ประกอบที่เป็นมันเงาในธรรมชาติ จำเป็นต้องสกัดจากแร่ธาตุ เช่น บอกไซต์ โดยผ่านกระบวนการทางเคมีหลายขั้นตอน จากการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐ ความอุดมสมบูรณ์ของแกลเลียม ในเปลือกโลกนั้นต่ำเพียง 19 ส่วนในล้าน โดยการเปรียบเทียบ ซิลิคอนคือ 282,000 ส่วนในล้าน
คนแรกที่แยก และจำแนกแกลเลียมเป็นส่วนประกอบใหม่ นักเคมีชาวฝรั่งเศส พอลเอมิล เลอคอคเด บัวส์เบาดราน ในปี พ.ศ. 2418 เขาตั้งชื่อแกลเลียมตามชื่อละตินของฝรั่งเศส กัลลิอา แต่ 4 ปีก่อนการค้นพบของบัวส์เบาดราน นักเคมีชาวรัสเซียที่มีชื่อเสียงดนตรี เมนเดเลเยฟ ได้ทำนายการมีอยู่ของแกลเลียม ดนตรี เมนเดเลเยฟ หรือที่รู้จักกันในนาม บิดาแห่งตารางธาตุ เห็นว่าในตารางมีช่องว่างรองจากอะลูมิเนียม ดังนั้น เขาจึงตั้งสมมติฐานว่าธาตุที่ขาดหายไป ซึ่งเขาเรียกว่า อีเคเอ อะลูมิเนียม
จะมีคุณสมบัติหลายอย่างร่วมกันของอะลูมิเนียม แต่ด้วยโครงสร้างอะตอมที่แตกต่างกัน ดนตรี เมนเดเลเยฟ พูดถูก แต่เขาไม่สามารถคาดเดาได้ว่าคุณสมบัติที่ผิดปกติของแกลเลียม ซึ่งอยู่ระหว่างโลหะกับอโลหะ จะทำให้มันเหมาะสม สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ได้อย่างไร องค์ประกอบที่มีวิกฤตเอกลักษณ์ นี่เป็นข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ และแปลกประหลาดอีกอย่างหนึ่งเกี่ยวกับแกลเลียม
ในขณะที่มันละลายที่อุณหภูมิเพียง 85.6 องศาฟาเรนไฮต์ แต่จะไม่เดือดจนร้อนจัดถึง 3,999 องศาฟาเรนไฮต์ นั่นทำให้แกลเลียมได้รับรางวัล สำหรับการรักษาเฟสของเหลวที่ยาวที่สุดของธาตุใดๆ แต่ทำไมถึงเกิดขึ้น แกลเลียมกำลังสับสน แดเนียล มินดิโอลา ศาสตราจารย์ด้านเคมีแห่งมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย ผู้ซึ่งเราติดต่อผ่านทางสมาคมเคมีแห่งสหรัฐอเมริกากล่าว มันหลอมละลายที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งสอดคล้องกับธาตุเบา แต่มันเดือดที่อุณหภูมิสูงมาก ซึ่งสอดคล้องกับธาตุที่หนักมาก แกลเลียมไม่รู้ว่าต้องการเป็นโลหะหรืออโลหะ
บุคลิกภาพแบบคู่ของแกลเลียม เกิดจากตำแหน่งที่อยู่บนตารางธาตุระหว่าง 2 กลุ่มที่เรียกว่า เมทัลลอยด์ และโลหะหลังทรานซิชัน แกลเลียม อยู่ในแนวเดียวกันรองจากอะลูมิเนียม แต่อะตอมของแกลเลียมนั้น เป็นอิสระ มากกว่าฟอยล์เงาของมันมาก เช่นเดียวกับซิลิคอน แกลเลียมเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี แต่ไม่ใช่ตัวนำที่ดี นั่นคือสิ่งที่ทำให้เมทัลลอยด์ทั้ง 2 เป็นตัวเลือกที่สำคัญสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งจำเป็นต้องควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า
แกลเลียมเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ในอุดมคติ ดีกว่าซิลิคอนเสียอีก ปัญหาคือมันหายาก มันเลยแพง การใช้กระบวนการของการผลิตในปัจจุบัน แผ่นเวเฟอร์ของแกลเลียมอาร์เซไนด์ ซึ่งเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ที่มีแกลเลียมเป็นฐานที่ได้รับความนิยมมากที่สุด มีราคาแพงกว่าเวเฟอร์ซิลิคอน ประมาณ 1,000 เท่า แม้ว่าแกลเลียมจะมีราคาแพงกว่าซิลิคอนมาก แต่ก็กลายเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ที่ได้รับความนิยมในสมาร์ตโฟนรุ่นล่าสุด
สมาร์ตโฟนสื่อสารกับเครือข่ายข้อมูลเซลลูลาร์ โดยใช้ชิปความถี่วิทยุอาร์เอฟ และชิป อาร์เอฟที่ทำจากแกลเลียมอาร์เซไนด์ จะปล่อยความร้อนน้อยกว่าซิลิคอน และสามารถทำงานได้ที่ย่านความถี่ที่สูงกว่า ซึ่งเป็นข้อกำหนดสำหรับเครือข่าย 5G มากกว่าร้อยละ 70 ของแกลเลียมทั้งหมดที่ถูกบริโภคในสหรัฐอเมริกา ถูกใช้เพื่อผลิตชิป อาร์เอฟและวงจรรวมประเภทอื่นๆ
แต่หนึ่งในการประยุกต์ใช้แกลเลียมที่ยอดเยี่ยมที่สุด คือไดโอดเปล่งแสงแอลอีดี ซึ่งปัจจุบันใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่หน้าจอคอมพิวเตอร์ไปจนถึงสัญญาณไฟจราจร ไปจนถึงไฟหน้ารถหรู แอลอีดีเป็นที่นิยมมากเพราะมีประสิทธิภาพสูง แปลงไฟฟ้าเป็นแสงได้โดยตรง ไฟแอลอีดีที่มองเห็นได้ดวงแรกถูกประดิษฐ์ขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1960 เมื่อนักวิจัยของเจเนอรัลอิเล็กทริก ค้นพบคุณสมบัติเฉพาะของไดโอด ที่ทำจากโลหะผสมแกลเลียมต่างๆ ส่วนผสมของแกลเลียม ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และธาตุอื่นๆ
บทความที่น่าสนใจ : สัญลักษณ์ พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ อาจมีความซับซ้อนในการเขียนสมการ
