Antimonid indium

Indium(III)antimonid
Generel
Chem. formel InSb
Fysiske egenskaber
Stat mørkegrå sølvmetal
Molar masse 236,578 g/ mol
Massefylde væske (ved 550 °C) 6.430 g/cm³
normal 5.775 g/cm³
Termiske egenskaber
T. smelte. 525,2 ℃
Mol. Varmekapacitet 49,56 J/(mol K)
Entalpi af dannelse -30,66 kJ/mol
Varmeledningsevne 30-40 W/ (m K) [1]
Kemiske egenskaber
Opløselighed i vand uopløselige
Optiske egenskaber
Brydningsindeks 4.0
Struktur
Krystal struktur kubisk system
Klassifikation
CAS nummer 1312-41-0
PubChem 3468413
ChemSpider 2709929
57269844
EINECS nummer 215-192-3
RTECS NL1105000
FN nummer 1549
SMIL
[I]#[Sb]
InChI
InChI=1S/In.Sb
Sikkerhed
R-sætninger R20/22 , R51/53
S-sætninger S61
H-sætninger H30 , H33 , H411
P-sætninger P273
GHS piktogrammer Piktogram "Udråbstegn" af CGS-systemetGHS miljø piktogram
Data er baseret på standardbetingelser (25℃, 100kPa), medmindre andet er angivet.

Indiumantimonid  er en krystallinsk binær uorganisk kemisk forbindelse , en forbindelse af indium og antimon . Kemisk formel InSb.

Det bruges i halvleder-infrarøde lysfølsomme sensorer , for eksempel infrarøde homing-hoveder ( IKGSN ), til målsøgning af missiler ved målinfrarød stråling, i infrarød astronomi .

InSb-baserede detektorer er følsomme over for nær-IR-området af elektromagnetiske bølger med en bølgelængde på 1-5 µm.

InSb er for nylig blevet meget brugt i "punkt"-detektorer af optisk-mekaniske scanning termiske billedsystemer .

Anskaffelseshistorik

Store enkeltkrystaller af indiumantimonid blev først dyrket ved langsom afkøling fra smelten senest i 1954 [2] .

Egenskaber

Det er en direkte-gap halvleder med smalt mellemrum af gruppe A III B V med et båndgab på 0,17 eV ved 300 K og 0,23 eV ved 80 K, også 0,2355 eV (0 K), 0,180 eV (298 K); effektiv masse af ledningselektroner t e \u003d 0,013m 0 , huller t p \u003d 0,42m 0 (m 0  er massen af ​​en fri elektron ); ved 77 K er mobiliteten af ​​elektroner 1,1⋅10 6 cm²/(V s), huller 9,1⋅10 3 cm²/(V s).

Fysiske egenskaber og anvendelser

Indiumantimonid har udseendet af et mørkegråt sølvfarvet metal eller glasagtigt pulver. Det smelter ved temperaturer over 500 °C, mens antimon i form af damp og dets oxider (under nedbrydning af InSb i luft) fordamper. Krystalstruktur af zinkblanding med en krystalgitterkonstant på 0,648 nm.

Udopet indiumantimonid har den højeste elektronmobilitet (ca. 78.000 cm²/(V s) ) og også den længste elektrongennemsnitlige frie vej (op til 0,7 µm ved 300 K) af ethvert kendt halvledermateriale , med mulig undtagelse af , kulstofmaterialer ( grafen , kulstof nanorør ).

Indiumantimonid bruges i infrarøde fotodetektorer. Det har en høj kvanteeffektivitet (ca. 80-90%). Ulempen er høj ustabilitet: detektorens egenskaber har en tendens til at drive over tid. På grund af denne ustabilitet bruges detektorer sjældent i metrologi . På grund af det snævre båndgab kræver detektorer, der bruger indiumantimonid som et halvledermateriale, dyb afkøling , da de kun kan fungere ved kryogene temperaturer (typisk 77 K - kogepunktet for nitrogen ved atmosfærisk tryk). Fotodetektormatricer med tilstrækkelig høj opløsning (op til 2048x2048 pixels ) er blevet oprettet. I stedet for indiumantimonid kan HgCdTe og PtSi bruges i fotodetektorer .

Et tyndt lag InSb mellem to lag aluminium-indium antimonid udviser kvantebrøndegenskaber . Sådanne lagdelte strukturer bruges til at skabe højhastighedstransistorer, der opererer i mikrobølgeområdet af bølger op til millimeter. Bipolære transistorer , der opererer ved frekvenser op til 85 GHz, blev skabt ud fra indiumantimonid i slutningen af ​​1990'erne. FET'er , der opererer ved frekvenser over 200 GHz, er for nylig dukket op ( Intel / QinetiQ ). Ulempen ved sådanne transistorer er behovet for dyb køling, som for alle enheder baseret på InSb. Indium-antimonid -halvlederenheder er også i stand til at fungere ved en forsyningsspænding på mindre end 0,5 V, hvilket reducerer strømforbruget af elektroniske enheder.

Henter

Dyrkning af enkeltkrystaller

Store perfekte krystaller af InSb kan dyrkes ved Czochralski - smeltestørkning i en atmosfære af inert gas ( Ar , He , N2 ) eller hydrogen ved reduceret tryk (ca. 50 kPa) . Også ved væskefaseepitaksi , varmvægsepitaksi , molekylærstråleepitaksi . De kan også dyrkes ved nedbrydning af organometalliske forbindelser af indium og antimon ved OMSIGF- metoden .

Syntese

InSb opnås ved at fusionere indium med antimon i en kvartsbeholder i vakuum (~0,1 Pa) ved 800-850°C. Oprenset ved zonesmeltning i en hydrogenatmosfære .

Brug

Indiumantimonid bruges til at lave tunneldioder : sammenlignet med germanium har indiumantimoniddioder bedre frekvensegenskaber ved lave temperaturer. Indiumantimonid bruges til fremstilling af højfølsomme fotoceller, Hall-sensorer, optiske filtre og termoelektriske generatorer og køleskabe. [3] Bruges til at skabe infrarøde strålingsdetektorer ( fotodioder , fotomodstande ). Gælder også for følgende enheder:

Noter

  1. ↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/1685.html Hjemmeside om kemi] . Hentet: 1. april 2010.
  2. ↑ Avery, DG; Goodwin, DW; Lawson, W.D.; Moss, TS Optiske og fotoelektriske egenskaber af indiumantimonid  (engelsk)  // Proceedings of the Physical Society Sektion B: artikel. - 1954. - Iss. 67 . — S. 761 . - doi : 10.1088/0370-1301/67/10/304 .
  3. ↑ Websted megabook.ru . Hentet: 1. april 2010.
 Indiumforbindelser _
 Antimonider