Antymonek indu
|
|
|
|
| Identyfikatory | |
|---|---|
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| Karta informacyjna ECHA | 100.013.812 |
| Numer WE |
|
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
| Numer RTECS |
|
| UNII | |
| Numer ONZ | 1549 |
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| w Sb | |
| Masa cząsteczkowa | 236,578 g · mol -1 |
| Wygląd | Ciemnoszare, metaliczne kryształy |
| Gęstość | 5,7747 g⋅cm -3 |
| Temperatura topnienia | 524 ° C (975 ° F; 797 K) |
| Przerwa pasmowa | 0,17 eV |
| Ruchliwość elektronów | 7,7 mC⋅s⋅g -1 (przy 27 ° C) |
| Przewodność cieplna | 180 mW⋅K −1 ⋅cm −1 (przy 27 ° C) |
|
Współczynnik załamania światła ( n D )
|
4 |
| Struktura | |
| Blenda cynku | |
| T 2 d - F -4 3m | |
|
a = 0,648 nm
|
|
| czworościenny | |
| Termochemia | |
|
Pojemność cieplna ( C )
|
49,5 J·K -1 mol -1 |
|
Standardowa entropia molowa ( S ⦵ 298 ) |
86,2 J·K -1 mol -1 |
|
Standardowa entalpia formowania (Δ f H ⦵ 298 ) |
-30,5 kJ mol -1 |
|
Energia swobodna Gibbsa (Δ f G ⦵ )
|
-25,5 kJ mol -1 |
| Zagrożenia | |
| Oznakowanie GHS : | |
 
|
|
| Ostrzeżenie | |
| H302 , H332 , H411 | |
| P273 | |
| Karta charakterystyki (SDS) | Zewnętrzna karta charakterystyki |
| Związki pokrewne | |
|
Inne aniony
|
Azotek indu Fosforek indu Arsenek indu |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Antymonek indu ( InSb ) jest krystalicznym związkiem złożonym z pierwiastków indu (In) i antymonu (Sb). Jest to wąskoszczelinowy materiał półprzewodnikowy z grupy III - V stosowany w detektorach podczerwieni , w tym kamerach termowizyjnych , systemach FLIR , systemach naprowadzania pocisków naprowadzających na podczerwień oraz w astronomii podczerwonej . Detektory antymonku indu są czułe na fale podczerwone o długości od 1 do 5 μm.
Antymonek indu był bardzo powszechnym detektorem w starych, jednodetektorowych mechanicznie skanowanych systemach termowizyjnych. Innym zastosowaniem jest promieniowania terahercowego , ponieważ jest silnym emiterem foto-Dembera .
Historia
Związek międzymetaliczny został po raz pierwszy opisany przez Liu i Perettiego w 1951 roku, którzy podali jego zakres jednorodności, typ struktury i stałą sieciową. Polikrystaliczne wlewki InSb zostały przygotowane przez Heinricha Welkera w 1952 r., Chociaż nie były one bardzo czyste jak na dzisiejsze standardy półprzewodników. Welker był zainteresowany systematycznym badaniem właściwości półprzewodnikowych związków III-V. Zauważył, że InSb wydaje się mieć małe bezpośrednie pasmo wzbronione i bardzo wysoką ruchliwość elektronów. Kryształy InSb były hodowane przez powolne chłodzenie z ciekłego stopu co najmniej od 1954 roku.
Właściwości fizyczne
InSb ma wygląd ciemnoszarych, srebrzystych kawałków metalu lub proszku o szklistym połysku. Pod wpływem temperatury powyżej 500 ° C topi się i rozkłada, uwalniając pary antymonu i tlenku antymonu .
Struktura krystaliczna to blenda cynku o stałej sieci 0,648 nm .
Właściwości elektroniczne
InSb to półprzewodnik z wąskim pasmem wzbronionym z pasmem wzbronionym energii 0,17 eV przy 300 K i 0,23 eV przy 80 K.
Niedomieszkowany InSb ma największą ruchliwość elektronów w temperaturze otoczenia (78000 cm 2 /V⋅s), prędkość dryfu elektronów i długość balistyczną (do 0,7 μm w temperaturze 300 K) ze wszystkich znanych półprzewodników, z wyjątkiem nanorurek węglowych .
Detektory z fotodiodami z antymonku indu są fotowoltaiczne i wytwarzają prąd elektryczny pod wpływem promieniowania podczerwonego. Wewnętrzna wydajność kwantowa InSb wynosi faktycznie 100%, ale jest funkcją grubości, szczególnie w przypadku fotonów o bliskiej krawędzi pasma. Podobnie jak wszystkie materiały o wąskim paśmie wzbronionym, detektory InSb wymagają okresowej ponownej kalibracji, co zwiększa złożoność systemu obrazowania. Ta dodatkowa złożoność jest opłacalna tam, gdzie wymagana jest ekstremalna czułość, np. w wojskowych systemach termowizyjnych dalekiego zasięgu. Detektory InSb wymagają również chłodzenia, ponieważ muszą pracować w temperaturach kriogenicznych (zwykle 80 K). Duże tablice (do 2048×2048 piksele ) są dostępne. HgCdTe i PtSi to materiały o podobnym zastosowaniu.
Warstwa antymonku indu umieszczona pomiędzy warstwami antymonku glinu i indu może działać jak studnia kwantowa . Ostatnio wykazano, że w takiej heterostrukturze InSb/AlInSb wykazuje silny kwantowy efekt Halla . To podejście jest badane w celu konstruowania bardzo szybkich tranzystorów . Tranzystory bipolarne działające na częstotliwościach do 85 GHz zostały skonstruowane z antymonku indu pod koniec lat 90.; Tranzystory polowe pracujące z częstotliwością ponad 200 GHz zostały ostatnio zgłoszone ( Intel / QinetiQ ). [ potrzebne źródło ] Niektóre modele sugerują, że z tym materiałem można osiągnąć częstotliwości terahercowe. Urządzenia półprzewodnikowe z antymonku indu mogą również pracować przy napięciach poniżej 0,5 V, co zmniejsza ich zapotrzebowanie na moc.
Metody wzrostu
InSb można hodować przez zestalanie stopu ze stanu ciekłego ( proces Czochralskiego ) lub epitaksjalnie przez epitaksję z fazy ciekłej , epitaksję z gorącą ścianą lub epitaksję z wiązek molekularnych . Może być również hodowany ze związków metaloorganicznych przez MOVPE .
Aplikacje urządzenia
- termowizyjne wykorzystujące fotodiody lub detektory fotoelektromagnetyczne
- pola magnetycznego wykorzystujące magnetoopór lub efekt Halla
- Tranzystory szybkie (w zakresie przełączania dynamicznego). Wynika to z dużej ruchliwości nośników InSb.
- W niektórych detektorach kamery Infrared Array na Kosmicznym Teleskopie Spitzera
Cytowane źródła
- Haynes, William M., wyd. (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (wyd. 97). CRC Naciśnij . ISBN 9781498754293 .