Antimonidindium

Indium(III)antimonid
Allmän
Chem. formel InSb
Fysikaliska egenskaper
stat mörkgrå silvermetall
Molar massa 236,578 g/ mol
Densitet vätska (vid 550 °C) 6,430 g/cm³
normal 5,775 g/cm³
Termiska egenskaper
T. smälta. 525,2 ℃
Mol. värmekapacitet 49,56 J/(mol K)
Entalpi av bildning −30,66 kJ/mol
Värmeledningsförmåga 30–40 W/ (m K) [1]
Kemiska egenskaper
Löslighet i vatten olöslig
Optiska egenskaper
Brytningsindex 4.0
Strukturera
Kristallstruktur kubiskt system
Klassificering
CAS-nummer 1312-41-0
PubChem 3468413
ChemSpider 2709929
57269844
EINECS-nummer 215-192-3
RTECS NL1105000
FN-nummer 1549
LEDER
[I]#[Sb]
InChI
InChI=1S/In.Sb
Säkerhet
R-fraser R20/22 , R51/53
S-fraser S61
H-fraser H30 , H33 , H411
P-fraser P273
GHS-piktogram Piktogram "Utropstecken" för CGS-systemetGHS miljö piktogram
Data baseras på standardförhållanden (25 ℃, 100 kPa) om inget annat anges.

Indiumantimonid  är en kristallin binär oorganisk kemisk förening , en förening av indium och antimon . Kemisk formel InSb.

Det används i halvledarinfraröda ljuskänsliga sensorer , till exempel, infraröda referenshuvuden ( IKGSN ), för målsökning av missiler med infraröd strålning, inom infraröd astronomi .

InSb-baserade detektorer är känsliga för nära IR-området av elektromagnetiska vågor med en våglängd på 1–5 µm.

InSb har nyligen använts i stor utsträckning i "punkt"-detektorer i optisk-mekaniska scanning värmeavbildningssystem .

Förvärvshistorik

Stora enkristaller av indiumantimonid odlades först genom långsam nedkylning från smältan senast 1954 [2] .

Egenskaper

Det är en smal-gap direkt-gap halvledare av grupp A III B V med ett bandgap på 0,17 eV vid 300 K och 0,23 eV vid 80 K, även 0,2355 eV (0 K), 0,180 eV (298 K); effektiv massa av ledningselektroner t e \u003d 0,013m 0 , hål t p \u003d 0,42m 0 (m 0  är massan av en fri elektron ); vid 77 K är elektronernas rörlighet 1,1⋅10 6 cm²/(V s), hål 9,1⋅10 3 cm²/(V s).

Fysiska egenskaper och användningar

Indiumantimonid ser ut som en mörkgrå silverfärgad metall eller glasaktigt pulver. Det smälter vid temperaturer över 500 °C, medan antimon i form av ånga och dess oxider (under nedbrytningen av InSb i luft) avdunstar. Kristallstruktur av zinkblandad typ , med en kristallgitterkonstant på 0,648 nm.

Odopad indiumantimonid har den högsta elektronrörligheten (cirka 78 000 cm²/(V s) ) och även den längsta medelfria elektronvägen (upp till 0,7 µm vid 300 K) av alla kända halvledarmaterial , möjligen med undantag för , kolmaterial ( grafen , kolnanorör ).

Indiumantimonid används i infraröda fotodetektorer. Den har en hög kvantverkningsgrad (ca 80-90%). Nackdelen är hög instabilitet: detektorns egenskaper tenderar att glida över tiden. På grund av denna instabilitet används detektorer sällan inom metrologi . På grund av det smala bandgapet kräver detektorer som använder indiumantimonid som ett halvledarmaterial djup kylning , eftersom de endast kan fungera vid kryogena temperaturer (vanligtvis 77 K - kokpunkten för kväve vid atmosfärstryck). Fotodetektormatriser med tillräckligt hög upplösning (upp till 2048x2048 pixlar ) har skapats. Istället för indiumantimonid kan HgCdTe och PtSi användas i fotodetektorer .

Ett tunt lager av InSb mellan två lager av aluminium-indium antimonid uppvisar kvantbrunnsegenskaper . Sådana skiktade strukturer används för att skapa höghastighetstransistorer som arbetar i mikrovågsområdet med vågor upp till millimeter. Bipolära transistorer som arbetar vid frekvenser upp till 85 GHz skapades från indiumantimonid i slutet av 1990-talet. FET:er som arbetar vid frekvenser över 200 GHz har nyligen dykt upp ( Intel / QinetiQ ). Nackdelen med sådana transistorer är behovet av djupkylning, som för alla enheter baserade på InSb. Indium-antimonid -halvledarenheter kan också arbeta vid en matningsspänning på mindre än 0,5 V, vilket minskar strömförbrukningen för elektroniska enheter.

Får

Växande enkristaller

Stora perfekta kristaller av InSb kan odlas genom Czochralskis smälta stelning i en atmosfär av inert gas ( Ar , He , N2 ) eller väte vid reducerat tryck (ca 50 kPa). Också genom vätskefasepitaxi , hetväggsepitaxi , molekylär strålepitaxi . De kan också odlas genom nedbrytning av organometalliska föreningar av indium och antimon med OMSIGF- metoden .

Syntes

InSb erhålls genom att smälta indium med antimon i en kvartsbehållare i vakuum (~0,1 Pa) vid 800–850°C. Renad genom zonsmältning i väteatmosfär .

Användning

Indiumantimonid används för att tillverka tunneldioder : jämfört med germanium har indiumantimoniddioder bättre frekvensegenskaper vid låga temperaturer. Indiumantimonid används för tillverkning av högkänsliga fotoceller, Hall-sensorer, optiska filter och termoelektriska generatorer och kylskåp. [3] Används för att skapa infraröda strålningsdetektorer ( fotodioder , fotoresistorer ). Gäller även för följande enheter:

Anteckningar

  1. ↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/1685.html Webbplats om kemi] . Hämtad: 1 april 2010.
  2. ↑ Avery, DG; Goodwin, DW; Lawson, W.D.; Moss, TS Optical and Photo-Electrical Properties of Indium Antimonide  (engelska)  // Proceedings of the Physical Society Sektion B: artikel. - 1954. - Iss. 67 . — S. 761 . - doi : 10.1088/0370-1301/67/10/304 .
  3. ↑ Webbplats megabook.ru . Hämtad: 1 april 2010.
 Indiumföreningar _
 Antimonider