GaN是用于蓝光/绿光LED的主要材料，因为它能够将电子部件和LED光学部件结合起来，提高LED产品的效率。
由于衬底的绝缘特性，生长在蓝宝石衬底上的GaN基led具有沿横向的电流传输。此外，n型GaN缓冲层的有限电阻导致p-n结电流不均匀，并且在接触边缘附近拥挤。
最常选择的晶向是蓝宝石的R面（1-102）、C面（0001）和 A面（11-20）。GaN和蓝宝石晶格之间的巨大不匹配可以通过使用AlN或GaN的薄缓冲层来部分克服。尽管存在晶格匹配问题，但仍然可以制造出许多有用的光电器件。
GaN是继硅和砷化镓之后的第三代半导体材料。GaN的宽禁带特性使其成为蓝光输出的理想材料。此外，GaN还具有较小的介电常数、优异的导热性和热稳定性，可以满足高频、高温、高压和大功率应用的要求。
这些特性使得GaN在航空航天、卫星通信、存储显示、新型光源和核能开发等方面具有广泛的应用前景。然而，曾经限制GaN应用的瓶颈是GaN的生长过程，而生长过程的关键是衬底材料的选择。
虽然蓝宝石晶体和GaN晶体之间存在较大的晶格匹配，但二者的晶体结构相同，蓝宝石在高温下仍保持稳定的化学性质。另外，蓝宝石晶片具有优异的散热性能，可以作为GaN生长工艺的理想衬底材料。在蓝宝石衬底上生长GaN容易获得大尺寸外延片，而且价格相对便宜。随着分子束外延和化学气相沉积生长技术的发展和完善，在蓝宝石上外延生长GaN晶体的质量越来越高。
