Antimonid india - Indium antimonide
 | |
 | |
| Identifikátory | |
|---|---|
3D model (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| Informační karta ECHA | 100.013.812  |
| Číslo ES |
|
PubChem CID | |
| Číslo RTECS |
|
| UNII | |
| UN číslo | 1549 |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| vSb | |
| Molární hmotnost | 236.578 g · mol−1 |
| Vzhled | Tmavě šedé, kovové krystaly |
| Hustota | 5.775 g⋅cm−3 |
| Bod tání | 527 ° C (981 ° F; 800 K) |
| Mezera v pásmu | 0.17 eV |
| Elektronová mobilita | 7.7 mC⋅s⋅g−1 (při 27 ° C) |
| Tepelná vodivost | 180 mW⋅K−1⋅cm−1 (při 27 ° C) |
Index lomu (nD) | 4.0 |
| Struktura | |
| Zincblende | |
| T2d-F-43 m | |
| Čtyřboká | |
| Nebezpečí | |
| Bezpečnostní list | Externí BL |
| Piktogramy GHS |   [1] |
| Signální slovo GHS | Varování |
| H302, H332, H411 | |
| P273 | |
| Související sloučeniny | |
jiný anionty | Nitrid india Fosfid india Arsenid india |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 ověřit (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
Antimonid india (InSb) je krystalický sloučenina vyrobeno z elementy indium (V) a antimon (Sb). Je to úzkýmezera polovodič materiál z III -PROTI skupina použitá v infračervené detektory, počítaje v to termální zobrazování kamery, FLIR systémy, infračervené navádění navádění raket systémy a v infračervená astronomie. Indiové antimonidové detektory jsou citlivé mezi vlnovými délkami 1–5 µm.
Antimonid india byl velmi běžným detektorem ve starých, jedno-detektorových mechanicky skenovaných termálních zobrazovacích systémech. Další aplikace je jako terahertzové záření zdroj, protože je silný foto-prosinec emitor.
Dějiny
Intermetalickou sloučeninu poprvé ohlásili Liu a Peretti v roce 1951, kteří uvedli její rozsah homogenity, typ struktury a mřížkovou konstantu.[2] Polykrystalické ingoty InSb byly připraveny Heinrich Welker v roce 1952, i když podle dnešních polovodičových standardů nebyly příliš čisté. Welker se zajímal o systematické studium polovodičových vlastností sloučenin III-V. Poznamenal, jak se zdá, že InSb má malou přímou mezeru v pásmu a velmi vysokou mobilitu elektronů.[3] Krystaly InSb byly pěstovány pomalým ochlazováním z kapalné taveniny nejméně od roku 1954.[4]
Fyzikální vlastnosti
InSb má vzhled tmavě šedých stříbřitých kovových kousků nebo prášku se sklovitým leskem. Při vystavení teplotám nad 500 ° C se roztaví a rozloží a uvolní antimon a oxid antimonitý páry.
The Krystalická struktura je zinekblende s 0,648 nm mřížková konstanta.[5]
Elektronické vlastnosti
InSb je polovodič s úzkou mezerou s energií mezera v pásmu 0,17eV na 300K. a 0,23 eV při 80 K.[5]
Undoped InSb má nejvyšší teplotu okolí elektronová mobilita (78000 cm2/ V⋅s),[6] elektron rychlost driftu, a balistická délka (až 0,7 μm při 300 K)[5] jakéhokoli známého polovodiče, kromě uhlíkové nanotrubice.
Antimonid india fotodioda detektory jsou fotovoltaické, generující elektrický proud, když je vystaven infračervenému záření. InSb je interní kvantová účinnost je účinně 100%, ale je funkcí tloušťky zejména u fotonů blízkých bandingu.[7] Jako všechny úzkopásmové materiály vyžadují detektory InSb periodické rekalibrace, což zvyšuje složitost zobrazovacího systému. Tato přidaná složitost se vyplatí tam, kde je vyžadována extrémní citlivost, např. ve vojenských termálních zobrazovacích systémech dlouhého dosahu. Detektory InSb také vyžadují chlazení, protože musí pracovat při kryogenních teplotách (obvykle 80 K). Velká pole (až 2048 × 2048pixelů ) jsou dostupné.[8] HgCdTe a PtSi jsou materiály s podobným použitím.
Vrstva antimonidu india vložená mezi vrstvy antimonidu india hlinitého může působit jako kvantová studna. V takovém heterostruktura Nedávno bylo prokázáno, že InSb / AlInSb vykazuje robustnost kvantový Hallův jev.[9] Tento přístup je studován, aby bylo možné stavět velmi rychle tranzistory.[10] Bipolární tranzistory pracující na frekvencích do 85 GHz byly vyrobeny z antimonidu india na konci 90. let; tranzistory s efektem pole pracující na více než 200 GHz byly hlášeny nedávno (Intel /QinetiQ ).[Citace je zapotřebí ] Některé modely naznačují, že s tímto materiálem lze dosáhnout terahertzových frekvencí. Antimonidová polovodičová zařízení india jsou také schopna pracovat s napětím pod 0,5 V, což snižuje jejich energetické nároky.
Metody růstu
InSb lze pěstovat tuhnutím taveniny z kapalného stavu (Czochralského proces ), nebo epitaxiálně podle epitaxe v kapalné fázi, epitaxe horké stěny nebo epitaxe molekulárního paprsku. Může být také pěstována z organokovový sloučeniny podle MOVPE.
Aplikace zařízení
- Tepelný obraz detektory využívající fotodiody nebo fotoelektromagnetické detektory
- Magnetické pole pomocí senzorů magnetorezistence nebo Hallův efekt
- Rychle tranzistory (z hlediska dynamického přepínání). To je způsobeno vysokou mobilitou dopravců InSb.
- V některých detektorech systému Infračervená kamera na Spitzerův kosmický dalekohled
Reference
- ^ „Indium Antimonde“. Americké prvky. Citováno 20. června 2019.
- ^ Liu, T. S .; Peretti, E. A. Trans AIME, sv. 191, s. 791 (1951).
- ^ Orton, J. W., „Semiconductors and the Information Revolution: Magic Crystals that Made IT Happen“, str. 138-139, Academic Press (2009)
- ^ Avery, D G; Goodwin, D W; Lawson, W D; Moss, TS (1954). „Optické a fotoelektrické vlastnosti antimonidu india“. Sborník Fyzikální společnosti. Řada B. 67 (10): 761. doi:10.1088/0370-1301/67/10/304.
- ^ A b C Vlastnosti indium antimonidu (InSb)
- ^ Rode, D. L. (1971). "Transport elektronů v InSb, InAs a InP". Fyzický přehled B. 3 (10): 3287. doi:10.1103 / PhysRevB.3.3287.
- ^ Avery, D G; Goodwin, D W; Rennie, slečna E (1957). "Nové infračervené detektory používající indium antimonid". Journal of Scientific Instruments. 34 (10): 394. doi:10.1088/0950-7671/34/10/305.
- ^ M. G. Beckett „Infračervené zobrazování s vysokým rozlišením“, disertační práce, Cambridge University (1995) Kapitola 3: Fotoaparát
- ^ Alexander-Webber, J. A .; Baker, A. M. R .; Buckle, P. D .; Ashley, T .; Nicholas, R. J. (05.07.2012). „Vysokoproudový rozklad kvantového Hallova jevu a ohřev elektronů v InSb / AlInSb“. Fyzický přehled B. Americká fyzická společnost (APS). 86 (4): 045404. doi:10.1103 / physrevb.86.045404. ISSN 1098-0121.
- ^ Will Knight (10.02.2005). "'Tranzistor kvantové jamky slibuje štíhlé výpočty ". Nový vědec. Citováno 2020-01-11.