Arsenid hliníku

Arsenid hlinitý (AlAs) je binární anorganická chemická sloučenina hliníku a arsenu . Používá se k vytváření optoelektronických zařízení ( světelné diody , polovodičové lasery , fotodetektory ). V heterostrukturách s arsenidem galia  - pro výrobu ultra -vysokorychlostních tranzistorů .

Fyzikální vlastnosti

Obecné

Za normálních podmínek oranžové krystaly s krystalovou mřížkou typu zinkové směsi ( sfalerit ) , prostorová grupa T 2 d - F -4 3m , mřížková konstanta 0,566 nm .

• Koeficient lineární tepelné roztažnosti 5 ppm/K.
• mikrotvrdost 5 GPa .
• Objemový kompresní poměr 7,81 dyn/cm −2 .
• Koncentrace atomů je 4,25 * 10 22 cm -3 [1] .

Polovodiče

Polovodič s nepřímou mezerou s zakázaným pásmem 2,15 eV při 300 K. Pohyblivost elektronů ~1200 cm 2 V −1 s −1 a jejich efektivní hmotnost ~ 0,7 m e [2] .

Chemické vlastnosti

Stabilní na suchém vzduchu při pokojové teplotě. Je nerozpustný ve vodě, ale reaguje s ní (zvláště rychle s horkou vodou) nebo s vodní párou za vzniku hydroxidu hlinitého a arsinu . Prach se při kontaktu s vodou vznítí.

Prudce reaguje i se slabými kyselinami za vzniku odpovídající soli hliníku a arsinu.

Získání

Získané dlouhodobým zahříváním hliníkových a arsenových prášků bez přístupu vzduchu:

• As + Al = AlAs.

Syntéza této sloučeniny, zejména velkých monokrystalů, je obtížná kvůli velmi vysokému bodu tání a agresivitě hliníku při této teplotě. Bylo oznámeno, že některým výzkumníkům se podařilo vypěstovat monokrystaly AlAs z taveniny; nejlepší vzorky takových krystalů s vodivostí díry měly koncentraci nosiče ~ 1019 cm – 3 [3] .

Aplikace

Perspektivní polovodičový materiál pro použití v optoelektronice např. pro tvorbu polovodičových laserů apod. (viz výše). Nevýhodou AlAs ve srovnání s jinými polovodičovými materiály typu III-V ( GaAs , GaP ) je obtížnost pěstování velkých monokrystalů a nestabilita vlastností zařízení na nich založených, způsobená interakcí této sloučeniny se vzdušnou vlhkostí.

Mřížkové konstanty AlAs a GaAs jsou téměř stejné, což přispívá k růstu nízkodislokačních monokrystalických AlAs filmů na GaAs, což umožňuje vytvářet heteropřechody a supermřížky [4] s výjimečně vysokou mobilitou náboje , což se používá v mikrovlnná zařízení, například v tranzistorech s vysokou pohyblivostí elektronů [5 ] a dalších zařízeních, která využívají efekty kvantové studny .

Toxicita, nebezpečí a bezpečnostní opatření

Vysoce jedovatý při požití, protože reaguje se žaludečními šťávami za vzniku extrémně jedovatého arsinu . Nehořlavý Skladujte v uzavřených nádobách, aby nedošlo ke kontaktu se vzdušnou vlhkostí.

Poznámky

1. ↑ Berger, L.I. Semiconductor Materials  . - CRC Press , 1996. - S. 125. - ISBN 978-0-8493-8912-2 .
2. ↑ Al x Ga 1-x As . Databáze Ioffe . Saint-Petersburg: FTI im. A.F. Ioffe, R.A.N. Archivováno z originálu 30. října 2012. (neurčitý)
3. ↑ Willardson, R., and Goering, H. (eds.), Compound Semiconductors, 1, 184 (Reinhold Pub. Corp., New York, 1962).
4. ↑ Guo, L. Strukturální, energetické a elektronické vlastnosti klastrů hydrogenovaných arsenidů hliníku. Journal of Nanoparticle Research. sv. 13 Vydání 5 Str. 2029-2039. 2011.
5. ↑ S. Adachi, GaAs a příbuzné materiály: Objemové polovodivé a supermřížkové vlastnosti. (World Scientific, Singapur, 1994)

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online)