Le nitrure d'aluminium (symbole chimique : AlN) est un semi-conducteur III-V à large bande interdite (6,2 eV). C'est un matériau réfractaire et céramique qui offre la rare caractéristique d'associer à l'isolation électrique à une très grande conductivité thermique à température ambiante (allant de 25 à 319 W.m-1 .K-1 suivant sa microstructure et sa forme (monocristal), film mince, nanofil...). Il présente, de plus, une grande résistance à l'oxydation et à l'abrasion. Enfin, ce matériau présente des propriétés piézoélectriques intéressantes : un coefficient piézoélectrique d33 compris entre 3.48 et 5pm.V-19 et un coefficient de couplage électromécanique voisin de 7%.
Le nitrure d'aluminium se rencontre sous deux structures cristallographiques :
- l'une, hexagonale, est thermodynamiquement stable ; elle est de type wurtzite ;
- la seconde, cubique est métastable ; elle est de type zinc-blende.
Le nitrure d'aluminium trouve des applications potentielles en optoélectronique dans le domaine des ultraviolets, comme substrat pour des croissances épitaxiales et en électronique de puissance pour la fabrication de transistors hyperfréquence de puissance.
Actuellement, de nombreuses recherches sont menées pour produire des diodes électroluminescentes (LEDs) à émission UV utilisant du nitrure d'aluminium-gallium. En 2006, des chercheurs du laboratoire "Nippon Telegraph and Telephone" (NTT) au Japon ont rapporté la fabrication de diodes à base de nitrure d'aluminium atteignant des longueurs d'onde de l'ordre de 210 nm. La recherche se poursuit encore autour de ce matériau pour diminuer la longueur d'onde d'émission des LEDs notamment par l'introduction d'AlN sous la forme de nanofils.
Le nitrure d'aluminium est aussi utilisé pour ces propriétés piézoélectriques. En effet, du fait de son module d'Young particulièrement élevé, il présente de hautes vitesses d'ondes acoustiques de l'ordre de 10 400 m/s. Cette caractéristique en fait un matériau de choix pour les filtres à onde acoustique de surface de type SAW (pour Surface Acoustic Wave) et les dispositifs à ondes acoustiques de volume de type FBAR (pour Film Bulk Acoustic Wave Resonator).
La synthèse peut se faire par nitruration directe de l'aluminium, ou par réduction de l'alumine en présence d'azote gazeux ou d'ammoniac.