Aluminiumarsenid

Aluminiumarsenid (AlAs) är en binär oorganisk kemisk förening av aluminium och arsenik . Det används för att skapa optoelektroniska enheter ( ljusemitterande dioder , halvledarlasrar , fotodetektorer ). I heterostrukturer med galliumarsenid -  för tillverkning av ultrahöghastighetstransistorer .

Fysiska egenskaper

Allmänt

Under normala förhållanden, orange kristaller med ett kristallgitter av zinkblandning ( sfalerit ) , rymdgrupp T 2 d - F -4 3m , gitterkonstant 0,566 nm .

• Koefficient för linjär värmeutvidgning 5 ppm/K.
• mikrohårdhet 5 GPa .
• Volumetriskt kompressionsförhållande 7,81 dyn/cm −2 .
• Koncentrationen av atomer är 4,25 * 10 22 cm -3 [1] .

Halvledare

Halvledare med indirekt gap med ett bandgap på 2,15 eV vid 300 K. Elektronrörlighet ~1200 cm 2 V −1 s −1 och deras effektiva massa ~ 0,7 m e [2] .

Kemiska egenskaper

Stabil i torr luft vid rumstemperatur. Det är olösligt i vatten, men reagerar med det (särskilt snabbt med varmt vatten) eller med vattenånga för att bilda aluminiumhydroxid och arsin . Dammet antänds vid kontakt med vatten.

Reagerar häftigt även med svaga syror för att bilda motsvarande salt av aluminium och arsin.

Får

Erhålls genom långvarig uppvärmning av aluminium- och arsenikpulver utan lufttillgång:

• As + Al = AlAs.

Syntesen av denna förening, särskilt stora enkristaller, är svår på grund av den mycket höga smältpunkten och aggressiviteten hos aluminium vid denna temperatur. Det rapporterades att vissa forskare lyckades odla AlAs-enkristaller från en smälta; de bästa proverna av sådana kristaller med en håltyp av konduktivitet hade en bärarkoncentration på ~ 1019 cm – 3 [3] .

Applikation

Ett lovande halvledarmaterial för användning inom optoelektronik, till exempel för att skapa halvledarlasrar etc. (se ovan). Nackdelen med AlAs i jämförelse med andra typ III-V halvledarmaterial ( GaAs , GaP ) är svårigheten att växa stora enkristaller och instabiliteten hos egenskaperna hos enheter baserade på den, på grund av interaktionen av denna förening med luftfuktighet.

Gitterkonstanterna för AlAs och GaAs är nästan lika, vilket bidrar till tillväxten av lågdislokation enkristall AlAs-filmer på GaAs, vilket gör det möjligt att skapa heterojunctions och supergitter [4] med exceptionellt hög laddningsmobilitet , vilket används i mikrovågsenheter, till exempel i transistorer med hög elektronrörlighet [5] och andra enheter som använder kvantbrunnseffekter .

Toxicitet, faror och försiktighetsåtgärder

Mycket giftig vid förtäring, eftersom den reagerar med magsaft och bildar det extremt giftiga arsinet . Ej brännbar Förvara i slutna behållare för att undvika kontakt med luftfuktighet.

Anteckningar

1. ↑ Berger, L.I. Semiconductor Materials  . - CRC Press , 1996. - P. 125. - ISBN 978-0-8493-8912-2 .
2. ↑ Al x Ga 1-x As . Ioffe Database . Sankt Petersburg: FTI im. A.F. Ioffe, R.A.N. Arkiverad från originalet den 30 oktober 2012. (obestämd)
3. ↑ Willardson, R. och Göring, H. (red.), Compound Semiconductors, 1, 184 (Reinhold Pub. Corp., New York, 1962).
4. ↑ Guo, L. Strukturella, energiska och elektroniska egenskaper hos hydrerade aluminiumarsenidkluster. Journal of Nanopartikelforskning. Vol. 13 Nummer 5 sid. 2029-2039. 2011.
5. ↑ S. Adachi, GaAs och relaterade material: Bulk Halvledande och Superlattice Properties. (World Scientific, Singapore, 1994)

Ordböcker och uppslagsverk	Britannica (online)