Оксид галлия (III)

Триоксид галлия (III)

. β-Ga 2O3кристалл
. Кристаллическая структура β-Ga 2O3
Имена
Другие названия триоксид галлия, полуторный диоксид галлия
Идентификаторы
Номер CAS	12024-21-4
3D-модель (JSmol )	Интерактивное изображение
ChemSpider	139522
ECHA InfoCard	100.031.525
PubChem CID	5139834
номер RTECS	LW9650000
UNII	46F059V66A
Панель управления CompTox (EPA )	DTXSID9031359
InChI InChI = 1S / 2Ga.3O Ключ: QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N InChI /2Ga.3O/rGa2O3/c3-1-5-2-4 Ключ: QZQVBEXLDFYHSR-OGCFUIRMAC
УЛЫБКА O = [Ga] O [Ga] = O
Свойства
Химическая формула	Ga2O3
Молярная масса	187,444 г / моль
Внешний вид	белый кристаллический порошок
Плотность	6,44 г / см, альфа. 5,88 г / см, бета
точка плавления	1900 ° C (3450 ° F; 2170 K) альфа. 1725 ° C, бета
Растворимость в воде	нерастворим
Растворимость	растворим в большинство кислот
Структура
Кристаллическая структура	α: Тригональная, hR30, пространственная группа = R3c, No. 167. β: Моноклинический, mS20, пространственная группа = C2 / m, № 12
Постоянная решетки	a = 0,49835 / 1,22247 нм, b = 0,49835 / 0,30403 нм, c = 0,53286 / 0,58088 нм
Формульные единицы (Z)	6/4
Термохимия
Теплоемкость (C)	92,1 Дж / моль · K
Стандартная молярная. энтропия (S 298)	85,0 Дж / моль · K
Стандартная энтальпия образования. (ΔfH298)	−1089,1 кДж / моль
свободная энергия Гиббса (ΔfG˚)	-998,3 кДж / моль
Опасности
Классификация ЕС (DSD) (устарело)	не указан
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

Триоксид галлия (III) представляет собой неорганическое соединение с формулой Ga2 O3. Он существует в виде нескольких полиморфов, все из которых представляют собой белые нерастворимые в воде твердые вещества. Хотя коммерческого применения не существует, Ga 2O3является промежуточным продуктом при очистке галлия, который потребляется почти исключительно в виде арсенида галлия. Теплопроводность β-Ga 2O3по крайней мере на порядок ниже, чем у других полупроводников с широкой запрещенной зоной, таких как GaN и SiC. Он дополнительно уменьшается для родственных наноструктур, которые обычно используются в электронных устройствах. Гетерогенная интеграция с подложками с высокой теплопроводностью, такими как алмаз и SiC, способствует рассеиванию тепла электроники β-Ga 2O3.

• 1 Подготовка
• 2 Реакции
• 3 Структура
• 4 Возможные применения
• 5 Ссылки

Триоксид галлия осаждают в гидратированной форме при нейтрализации кислого или основного раствора соли галлия. Также он образуется при нагревании галлия на воздухе или при термическом разложении нитрата галлия при 200–250 ˚C. Он может иметь пять различных модификаций: α, β, γ, δ и ε. Из этих модификаций β-Ga 2O3является наиболее стабильной формой.

• β-Ga 2O3получают нагреванием нитрата, ацетата, оксалата или других органических производных выше 1000 ° C. Эпитаксиальные тонкие пленки β-Ga 2O3могут быть нанесены на сапфировую подложку при температурах от 190 ° C до 550 ° C.
• α-Ga 2O3можно получить путем нагревания β-Ga 2O3при 65 кбар и 1100 ° C. Гидратированная форма может быть получена разложением осажденного и "состаренного" гидроксида галлия при 500 ° C.
• γ-Ga 2O3получают путем быстрого нагревания геля гидроксида при 400-500 ° C. Более кристаллическая форма этого полиморфа может быть получена непосредственно из металлического галлия путем сольвотермического синтеза.
• δ-Ga 2O3получают нагреванием Ga (NO 3)3при 250 ° C.
• ε-Ga 2O3получают путем нагревания δ-Ga 2O3при 550 ° C.Тонкие пленки ε-Ga 2O3осаждаются посредством эпитаксии из паровой фазы металлоорганических соединений с использованием триметилгаллий и вода на сапфировых подложках при температурах от 550 до 650 ° C

Триоксид галлия (III) амфотерный. Он реагирует с щелочным металлом оксиды при высокой температуре с образованием, например, NaGaO 2, и с оксидами Mg, Zn, Co, Ni, Cu с образованием шпинелей, например MgGa 2O4. растворяется в сильной щелочи с образованием раствора галлат-иона Ga (OH). 4.

С HCl образует трихлорид галлия GaCl 3.

Ga2O3+ 6 HCl → 2 GaCl 3 + 3 H 2O

Он может быть восстановлен до субоксида галлия (оксида галлия (I)) Ga 2 O с помощью H 2. Или реакцией с галлием металл:

Ga2O3+ 2 H 2 → Ga 2 O + 2 H 2O

Ga2O3+ 4 Ga → 3 Ga 2O

β-Ga 2O3с температурой плавления 1900 ° C является наиболее стабильной кристаллической модификацией. Ионы оксида находятся в искаженной кубической структуре плотнейшей упаковки, а ионы галлия (III) занимают искаженные тетраэдрические и октаэдрические позиции с расстояниями связей Ga-O 1,83 и 2,00 Å соответственно.

α-Ga 2O3имеет ту же структуру (корунд ), что и α-Al 2O3, в котором ионы Ga являются 6-координатными. γ-Ga 2O3имеет дефектную структуру шпинели, аналогичную структуре пленок γ-Al 2O3.

ε-Ga 2O3, осажденных методом металлоорганической газофазной эпитаксии. показывает столбчатую структуру с ромбическая симметрия кристалла. Макроскопически эта структура определяется рентгеновской кристаллографией как гексагональная плотноупакованная.

Оксид галлия (III) был изучен с использованием лазеров, люминофоров., и люминесцентные материалы. Он также использовался в качестве изолирующего барьера в плотных соединениях. Моноклинный β-Ga 2O3используется в газовых сенсорах и люминесцентных люминофорах и может наноситься на диэлектрические покрытия для солнечных элементов. Этот стабильный оксид также показал потенциал для использования в проводящих оксидах, прозрачных для глубокого ультрафиолета, и в транзисторах.

Тонкие пленки ε-Ga 2O3, нанесенные на сапфир, потенциально могут применяться в качестве солнцезащитного УФ-фотодетектора .

Тонкие пленки Ga 2O3представляют коммерческий интерес как газочувствительные материалы, а Ga 2O3. Эллипсометрия - это процедура, которую можно использовать для определения оптических функций β-Ga 2O3.

β-Ga 2O3. использованный в производстве катализатора Ga 2O3-Al 2O3.