Antimonid indium

Indium(III) antimonid
Všeobecné
Chem. vzorec InSb
Fyzikální vlastnosti
Stát tmavě šedý stříbrný kov
Molární hmotnost 236,578 g/ mol
Hustota kapalina (při 550 °C) 6,430 g/cm³
normální 5,775 g/cm³
Tepelné vlastnosti
T. tát. 525,2 ℃
Mol. tepelná kapacita 49,56 J/(mol K)
Entalpie tvorby −30,66 kJ/mol
Tepelná vodivost 30–40 W/ (m K) [1]
Chemické vlastnosti
Rozpustnost ve vodě nerozpustný
Optické vlastnosti
Index lomu 4,0
Struktura
Krystalická struktura krychlový systém
Klasifikace
Číslo CAS 1312-41-0
PubChem 3468413
ChemSpider 2709929
57269844
číslo EINECS 215-192-3
RTECS 1105000 NL
UN číslo 1549
ÚSMĚVY
[V #[Sb]
InChI
InChI=1S/In.Sb
Bezpečnost
R věty R20/22 , R51/53
S-věty S61
H-věty H30 , H33 , H411
P-věty P273
piktogramy GHS Piktogram "Vykřičník" systému ČGSPiktogram prostředí GHS
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25℃, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.

Indium antimonid  je krystalická binární anorganická chemická sloučenina , sloučenina india a antimonu . Chemický vzorec InSb.

Používá se v polovodičových infračervených fotosenzitivních senzorech , například infračervených naváděcích hlavicích ( IKGSN ), pro navádění střel pomocí cílového infračerveného záření, v infračervené astronomii .

Detektory na bázi InSb jsou citlivé na blízký infračervený rozsah elektromagnetických vln o vlnové délce 1–5 μm.

InSb se v poslední době široce používá v "bodových" detektorech opticko-mechanických skenovacích termovizních systémů .

Historie akvizice

Velké monokrystaly antimonidu india byly poprvé vypěstovány pomalým chlazením z taveniny nejpozději v roce 1954 [2] .

Vlastnosti

Jde o polovodič s úzkou mezerou skupiny A III B V s zakázaným pásmem 0,17 eV při 300 K a 0,23 eV při 80 K, také 0,2355 eV (0 K), 0,180 eV (298 K); efektivní hmotnost vodivostních elektronů t e \u003d 0,013 m 0 , otvory t p \u003d 0,42 m 0 (m 0  je hmotnost volného elektronu ); při 77 K je pohyblivost elektronů 1,1⋅10 6 cm²/(V s), otvory 9,1⋅10 3 cm²/(V s).

Fyzikální vlastnosti a použití

Indium antimonid má vzhled tmavě šedého stříbřitého kovu nebo skelného prášku. Taje při teplotách nad 500 °C, přičemž antimon ve formě páry a jeho oxidy (při rozkladu InSb na vzduchu) se odpařují. Krystalová struktura typu zinkové směsi s konstantou krystalové mřížky 0,648 nm.

Nedopovaný antimonid india má nejvyšší pohyblivost elektronů (asi 78 000 cm²/(Vs) ) a také nejdelší střední volnou dráhu elektronů (až 0,7 µm při 300 K) ze všech známých polovodičových materiálů, s možnou výjimkou uhlíkových materiálů ( grafen , uhlíkové nanotrubice ).

Indium antimonid se používá v infračervených fotodetektorech. Má vysokou kvantovou účinnost (asi 80-90%). Nevýhodou je vysoká nestabilita: charakteristiky detektoru mají tendenci se časem driftovat. Kvůli této nestabilitě se detektory v metrologii používají jen zřídka . Detektory, které používají jako polovodičový materiál indium antimonid, vyžadují kvůli úzkému pásmu hluboké chlazení , protože mohou pracovat pouze při kryogenních teplotách (typicky 77 K - bod varu dusíku při atmosférickém tlaku). Byly vytvořeny matice fotodetektorů s dostatečně vysokým rozlišením (až 2048x2048 pixelů ). Místo antimonidu india lze ve fotodetektorech použít HgCdTe a PtSi .

Tenká vrstva InSb mezi dvěma vrstvami antimonidu hliníku a india vykazuje vlastnosti kvantové studny . Takto vrstvené struktury se používají k vytvoření vysokorychlostních tranzistorů pracujících v mikrovlnném rozsahu vln až do milimetru. Bipolární tranzistory pracující na frekvencích až 85 GHz byly vytvořeny z antimonidu india na konci 90. let. Nedávno se objevily FETy pracující na frekvencích vyšších než 200 GHz ( Intel / QinetiQ ). Nevýhodou takových tranzistorů je nutnost hlubokého chlazení, jako u všech zařízení na bázi InSb. Polovodičová zařízení indium antimonid jsou také schopna pracovat při napájecím napětí nižším než 0,5 V, což snižuje spotřebu energie elektronických zařízení.

Získání

Pěstování monokrystalů

Velké dokonalé krystaly InSb lze pěstovat Czochralského tuhnutím taveniny v atmosféře inertního plynu ( Ar , He , N 2 ) nebo vodíku za sníženého tlaku (asi 50 kPa). Také pomocí epitaxe v kapalné fázi , epitaxe horké stěny , epitaxe molekulárního paprsku . Lze je také pěstovat rozkladem organokovových sloučenin india a antimonu metodou OMSIGF .

Syntéza

InSb se získává tavením india s antimonem v křemenné nádobě ve vakuu (~0,1 Pa) při 800–850 °C. Čištěno zónovým tavením ve vodíkové atmosféře .

Použití

Indium antimonid se používá k výrobě tunelových diod : ve srovnání s germaniem mají indium antimonidové diody lepší frekvenční vlastnosti při nízkých teplotách. Antimonid india se používá k výrobě vysoce citlivých fotobuněk, Hallových senzorů, optických filtrů a termoelektrických generátorů a chladniček. [3] Slouží k vytvoření detektorů infračerveného záření ( fotodiody , fotorezistory ). Platí také pro následující zařízení:

Poznámky

  1. ↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/1685.html Web o chemii] . Staženo: 1. dubna 2010.
  2. ↑ Avery, DG; Goodwin, DW; Lawson, W.D.; Moss, TS Optical and Photo-Electrical Properties of Indium Antimonide  (anglicky)  // Proceedings of the Physical Society Section B : článek. - 1954. - Iss. 67 . — S. 761 . - doi : 10.1088/0370-1301/67/10/304 .
  3. ↑ Stránky megabook.ru . Staženo: 1. dubna 2010.
 Sloučeniny india
 antimonidy