Нитрид алюминия

редактировать

Нитрид алюминия
Имена


Другие имена Нитрид алюминия
Идентификаторы
Номер CAS	24304-00-5
3D-модель (JSmol )	Интерактивное изображение Интерактивное изображение
ChEBI	CHEBI: 50884
ChemSpider	81668
ECHA InfoCard	100.041.931
Номер ЕС	246-140-8
Справочная информация Gmelin	13611
PubChem CID	90455
Номер RTECS	BD1055000
UNII	7K47D7P3M0
Панель управления CompTox (EPA )	DTXSID8066977
InChI InChI=1S/Al.NКлюч: PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N InChI = 1 / Al.N / rAlN / c1-2 Ключ : PIGFYZPCRLYGLF-PXKYIXAJAH
УЛЫБКА [AlH2-] 1 [N +] 47 [AlH-] 2 [N +] [AlH-] 3 [N +] 8 ([AlH2 -] [NH +] ([AlH2-] 4) [AlH2-] 6) [AlH-] 4 [N +] [AlH-] 5 [N +] 6 ([AlH2-] 6) [Al-] 78 [N +] 78 [AlH -] ([NH +] 69) [NH +] 5 [AlH2 -] [NH +] 4 [AlH-] 7 [NH +] 3 [AlH2 -] [NH +] 2 [AlH-] 8 [NH +] 1 [AlH2-] 9 [AlH2- ] 1 [NH +] ([AlH2-] 6) [AlH2 -] [NH +] 7 [AlH-] 2 [N +] [Al-] 3 ([N +] [AlH-] 9 [N +] 5) [N +] 18 [Al-] 45 [N +] [AlH-] 5 [NH +] 6 [Al -] 78 [N +] 78 [AlH2 -] [NH +] 5 [AlH2 -] [N +] 4 ([AlH2 -] [NH +] 9 [AlH2-] 4) [AlH-] 7 [N +] 34 [AlH2- ] [NH +] 2 [AlH2-] 8
Свойства
Химическая формула	AlN
Молярная масса	40,989 г / моль
Внешний вид	от белого до бледно-желтого твердое вещество
Плотность	3,255 г / см
Температура плавления	2500 ° C (4530 ° F; 2770 K)
Растворимость в воде	гидролизуется (порошок), нерастворим (монокристаллический)
Растворимость	нерастворим, подвергается гидролизу в водных растворах оснований и кислот
Ширина запрещенной зоны	6,015 эВ (прямая )
Подвижность электронов	~ 300 см / (В · с)
Теплопроводность	321 Вт / (м · К)
Структура
Кристаллическая структура	Вюрцит
Пространственная группа	C6v-P6 3 mc, No. 186, hP4
Постоянная решетки	a = 0,31117 нм, c = 0,49788 нм
Формульные единицы (Z)	2
Координационная геометрия	Тетраэдр
Термохимия
Теплоемкость (C)	30,1 Дж / (моль · K)
Стандартная молярная. энтропия (S 298)	20,2 Дж / (моль · К)
Стандартная энтальпия. образования (ΔfH298)	-318,0 кДж / моль
Свободная энергия Гиббса (ΔfG˚)	-287,0 кДж / моль
Опасности
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Предупреждение
Предупреждения об опасности GHS	H315, H319, H335, H373, H411
Меры предосторожности GHS	P260, P261, P26 4, P271, P280, P301 + 330 + 331, P302 + 352, P303 + 361 + 353, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P310, P312, P321, P332 + 313, P337 + 313, P362, P363, P403 + 233, P405, P501
NFPA 704 (огненный алмаз)	0 1 0
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Y (что такое ?)
Ссылки в ink

Нитрид алюминия (Al N ) представляет собой твердый нитрид из алюминия. Он имеет высокую теплопроводность до 321 Вт / (м · К) и является электрическим изолятором. Его фаза вюрцита (w-AlN) имеет запрещенную зону ~ 6 эВ при комнатной температуре и имеет потенциальное применение в оптоэлектронике, работающей на глубине ультрафиолетовые частоты.

Содержание

1 История и физические свойства
2 Стабильность и химические свойства
3 Производство
4 Области применения
5 См. Также
6 Ссылки
7 Цитированные источники

История и физические свойства

AlN был впервые синтезирован в 1877 году.

AlN в чистом (нелегированном) состоянии имеет электропроводность 10-10 Ом⋅см, возрастает до 10-10 Ом⋅см при легировании. Электрический пробой происходит в поле 1,2–1,8 × 10 В / мм (диэлектрическая прочность ).

Предполагается, что кубическая фаза из смеси цинка AlN (zb-AlN) может проявлять сверхпроводимость при высоких давлениях.

AlN имеет высокую теплопроводность, высококачественный монокристалл AlN, выращенный методом MOCVD, имеет собственное термическое электропроводность 321 Вт / мК, что соответствует расчету из первых принципов. Для электроизоляционной керамики она составляет 70–210 Вт / (м · К) для поликристаллического материала и достигает 285 Вт / ( м · К) для монокристаллов).

Стабильность и химические свойства

Нитрид алюминия стабилен при высоких температурах в инертной атмосфере и плавится около 2200 ° C. В вакууме AlN разлагается при ~ 1800 ° C. На воздухе поверхностное окисление происходит при температуре выше 700 ° C, и даже при комнатной температуре были обнаружены поверхностные оксидные слои толщиной 5–10 нм. Этот оксидный слой защищает материал до 1370 ° C. Выше этой температуры происходит массовое окисление. Нитрид алюминия стабилен в атмосфере водорода и углекислого газа до 980 ° C.

Материал медленно растворяется в минеральных кислотах через разрушение границ зерен и в сильных щелочи за счет воздействия на зерна нитрида алюминия. Материал медленно гидролизуется в воде. Нитрид алюминия устойчив к воздействию большинства расплавленных солей, включая хлориды и криолит.

Нитрид алюминия можно структурировать с помощью реактивного ионного травления на основе Cl 2..

Производство

AlN синтезируется путем карботермического восстановления оксида алюминия в присутствии газообразного азота или аммиака или прямым азотированием алюминия. Использование вспомогательных веществ для спекания , таких как Y 2O3или CaO, и горячее прессование требуется для получения плотного материала технической чистоты.

Приложения

Эпитаксиально выращенный тонкопленочный кристаллический нитрид алюминия используется для датчиков поверхностных акустических волн (ПАВ), нанесенных на кремниевые пластины из-за пьезоэлектрических свойств AlN. Одним из приложений является RF-фильтр, который широко используется в мобильных телефонах, который называется тонкопленочным объемным акустическим резонатором (FBAR). Это устройство MEMS, в котором используется нитрид алюминия, расположенный между двумя металлическими слоями.

AlN также используется для создания пьезоэлектрических микромашинных ультразвуковых преобразователей, которые излучают и принимают ультразвук и которые могут использоваться в - определение расстояния до метра.

Доступны методы металлизации, позволяющие использовать AlN в электронике, аналогично оксиду алюминия и оксиду бериллия. Нанотрубки AlN в виде неорганических квазиодномерных нанотрубок, которые изоэлектронны углеродным нанотрубкам, были предложены в качестве химических сенсоров токсичных газов.

В настоящее время ведется много исследований по разработке светоизлучающих диодов для работы в ультрафиолете с использованием полупроводников на основе нитрида галлия и с использованием сплава нитрид алюминия-галлия были достигнуты длины волн всего 250 нм. В 2006 г. сообщалось о неэффективном излучении AlN светодиода на длине волны 210 нм.

Среди применений AlN -

оптоэлектроника,
диэлектрические слои в оптических накопителях. носители,
электронные подложки, держатели микросхем, где необходима высокая теплопроводность,
военные приложения,
в качестве тигля для выращивания кристаллов арсенид галлия,
сталь и производство полупроводников

См. также

Ссылки

Цитированные источники