Antimonidi-indium

Indium(III)-antimonidi
Kenraali
Chem. kaava InSb
Fyysiset ominaisuudet
Osavaltio tummanharmaa hopea metalli
Moolimassa 236,578 g/ mol
Tiheys neste (550 °C:ssa) 6,430 g/cm³
normaali 5,775 g/cm³
Lämpöominaisuudet
T. sulaa. 525,2 ℃
Mol. lämpökapasiteetti 49,56 J/(mol K)
Muodostumisen entalpia -30,66 kJ/mol
Lämmönjohtokyky 30–40 W/ (m K) [1]
Kemiallisia ominaisuuksia
Liukoisuus veteen liukenematon
Optiset ominaisuudet
Taitekerroin 4.0
Rakenne
Kristallirakenne kuutiojärjestelmä
Luokitus
CAS-numero 1312-41-0
PubChem 3468413
ChemSpider 2709929
57269844
EINECS-numero 215-192-3
RTECS NL1105000
YK-numero 1549
Hymyilee
[#[Sb]:ssä
InChI
InChI=1S/In.Sb
Turvallisuus
R-lauseita R20/22 , R51/53
S-lauseet S61
H-lauseet H30 , H33 , H411
P-lauseita P273
GHS-piktogrammit CGS-järjestelmän kuvamerkki "huutomerkki".GHS-ympäristökuvake
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 ℃, 100 kPa), ellei toisin mainita.

Indiumantimonidi  on kiteinen binaarinen epäorgaaninen kemiallinen yhdiste , indiumin ja antimonin yhdiste . Kemiallinen kaava InSb.

Sitä käytetään puolijohde-infrapunavaloherkissä antureissa , esimerkiksi infrapunakohdistuspäissä ( IKGSN ), ohjusten ohjaamiseen kohde - infrapunasäteilyn avulla, infrapunatähtitiedessä .

InSb-pohjaiset ilmaisimet ovat herkkiä sähkömagneettisten aaltojen lähi-IR-alueelle, jonka aallonpituus on 1–5 μm.

InSb:tä on viime aikoina käytetty laajalti optis-mekaanisten skannaavien lämpökuvausjärjestelmien "piste"-ilmaisimissa .

Hankintahistoria

Suuria indiumantimonidin yksittäiskiteitä kasvatettiin ensin hitaasti jäähdyttämällä sulatuksesta viimeistään vuonna 1954 [2] .

Ominaisuudet

Se on ryhmän A III B V kapearakoinen suorarakoinen puolijohde , jonka kaistaväli on 0,17 eV 300 K:ssa ja 0,23 eV 80 K:ssa, myös 0,2355 eV (0 K), 0,180 eV (298 K); johtavuuselektronien tehollinen massa t e \u003d 0,013m 0 , reiät t p \u003d 0,42m 0 (m 0  on vapaan elektronin massa ); 77 K:ssa elektronien liikkuvuus on 1,1⋅10 6 cm²/(V s), aukot 9,1⋅10 3 cm²/(V s).

Fysikaaliset ominaisuudet ja käyttötarkoitukset

Indiumantimonidi näyttää tummanharmaalta hopeanhohtoiselta metallilta tai lasimaiselta jauheelta. Se sulaa yli 500 °C:n lämpötiloissa, kun taas antimoni höyryn muodossa ja sen oksidit (InSb:n hajoamisen aikana ilmassa) haihtuu. Sinkkisekoitustyyppinen kiderakenne , jonka kidehilavakio on 0,648 nm.

Seostamattomalla indiumantimonidilla on suurin elektronien liikkuvuus (noin 78 000 cm²/(V s) ) ja pisin elektronien keskimääräinen vapaa polku (jopa 0,7 µm 300 K:ssa) kaikista tunnetuista puolijohdemateriaaleista , lukuun ottamatta mahdollisesti hiilimateriaaleja ( grafeeni , hiilinanoputket ).

Indiumantimonidia käytetään infrapunavalodetektoreissa. Sillä on korkea kvanttitehokkuus (noin 80-90 %). Haittapuolena on suuri epävakaus: ilmaisimen ominaisuudet pyrkivät ajautumaan ajan myötä. Tämän epävakauden vuoksi ilmaisimia käytetään harvoin metrologiassa . Kapeasta kaistavälistä johtuen ilmaisimet, jotka käyttävät indiumantimonidia puolijohdemateriaalina, vaativat syvää jäähdytystä , koska ne voivat toimia vain kryogeenisissä lämpötiloissa (tyypillisesti 77 K - typen kiehumispiste ilmakehän paineessa). Valonilmaisinmatriiseja on luotu riittävän korkealla resoluutiolla (jopa 2048x2048 pikseliä ). Indiumantimonidin sijasta valodetektoreissa voidaan käyttää HgCdTe :tä ja PtSi :tä .

Ohut kerros InSb:tä kahden alumiini-indium-antimonidikerroksen välissä osoittaa kvanttikuivon ominaisuuksia . Tällaisia ​​kerrosrakenteita käytetään luomaan nopeita transistoreita , jotka toimivat mikroaaltoaaltoalueella millimetriin asti. Bipolaariset transistorit , jotka toimivat jopa 85 GHz:n taajuuksilla, luotiin indiumantimonidista 1990-luvun lopulla. FETit , jotka toimivat yli 200 GHz:n taajuuksilla, ovat äskettäin ilmestyneet ( Intel / QinetiQ ). Tällaisten transistorien haittana on syväjäähdytyksen tarve, kuten kaikissa InSb-pohjaisissa laitteissa. Indium-antimonidipuolijohdelaitteet pystyvät toimimaan myös alle 0,5 V:n syöttöjännitteellä, mikä vähentää elektronisten laitteiden virrankulutusta .

Haetaan

Kasvavat yksikiteet

Suuria täydellisiä InSb :n kiteitä voidaan kasvattaa Czochralskin sulakiinteyttämisellä inertin kaasun ( Ar , He , N2 ) tai vedyn ilmakehässä alennetussa paineessa (noin 50 kPa). Myös nestefaasin epitaksia , kuumaseinämän epitaksia , molekyylisäteen epitaksia . Niitä voidaan kasvattaa myös hajottamalla indiumin ja antimonin organometallisia yhdisteitä OMSIGF - menetelmällä .

Synteesi

InSb saadaan sulattamalla indium antimoniin kvartsisäiliössä tyhjiössä (~0,1 Pa) 800–850 °C:ssa. Puhdistettu vyöhykesulattamalla vetyatmosfäärissä . _

Käyttö

Indiumantimonidia käytetään tunnelidiodien valmistukseen : germaniumiin verrattuna indiumantimonididiodilla on paremmat taajuusominaisuudet alhaisissa lämpötiloissa. Indiumantimonidia käytetään erittäin herkkien valokennojen, Hall-anturien, optisten suodattimien ja lämpösähköisten generaattoreiden ja jääkaappien valmistukseen. [3] Käytetään luomaan infrapunasäteilyn ilmaisimia ( valodiodit , valovastukset ). Sopii myös seuraaviin laitteisiin:

Muistiinpanot

  1. ↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/1685.html Kemiaa käsittelevä verkkosivusto] . Haettu: 1. huhtikuuta 2010.
  2. ↑ Avery, PO; Goodwin, DW; Lawson, W.D.; Moss, TS Indiumantimonidin optiset ja fotosähköiset ominaisuudet  (englanniksi)  // Proceedings of the Physical Society Section B : artikkeli. - 1954. - Iss. 67 . - s. 761 . - doi : 10.1088/0370-1301/67/10/304 .
  3. ↑ Sivusto megabook.ru . Haettu: 1. huhtikuuta 2010.
 Indiumyhdisteet _
 Antimonidit