Нитрид алюминия - Aluminium nitride
Имена | |
---|---|
Другие названия
Нитрид алюминия
|
|
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol )
|
|
ЧЭБИ | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.041.931 |
Номер ЕС | |
13611 | |
PubChem CID
|
|
Номер RTECS | |
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Характеристики | |
Al N | |
Молярная масса | 40,989 г / моль |
Появление | твердое вещество от белого до бледно-желтого |
Плотность | 3,255 г / см 3 |
Температура плавления | 2500 ° С (4530 ° F, 2770 К) |
гидролизуется (порошок), нерастворим (монокристаллический) | |
Растворимость | нерастворим, подвергается гидролизу в водных растворах оснований и кислот |
Ширина запрещенной зоны | 6,015 эВ ( прямое ) |
Электронная подвижность | ~ 300 см 2 / (В · с) |
Теплопроводность | 321 Вт / (м · К) |
Состав | |
Вюрцит | |
С 6в 4 - П 6 3 мк , № 186, hP4 | |
а = 0,31117 нм, с = 0,49788 нм
|
|
Формула единиц ( Z )
|
2 |
Тетраэдр | |
Термохимия | |
Теплоемкость ( C )
|
30,1 Дж / (моль · К) |
Стандартная мольная
энтропия ( S |
20,2 Дж / (моль · К) |
Std энтальпия
формации (Δ F H ⦵ 298 ) |
−318,0 кДж / моль |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)
|
-287,0 кДж / моль |
Опасности | |
Пиктограммы GHS | |
Сигнальное слово GHS | Предупреждение |
H315 , H319 , H335 , H373 , H411 | |
Р260 , Р261 , Р264 , Р271 , Р280 , Р301 + 330 + 331 , P302 + 352 , P303 + 361 + 353 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P312 , P321 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P363 , P403 + 233 , Р405 , Р501 | |
NFPA 704 (огненный алмаз) | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
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 ширину запрещенной зоны ~ 6 эВ при комнатной температуре и может найти применение в оптоэлектронике, работающей на глубоких ультрафиолетовых частотах.
История и физические свойства
AlN был впервые синтезирован в 1877 году.
AlN в чистом (нелегированном) состоянии имеет электропроводность 10 -11 -10 -13 Ом -1 · см -1 , повышаясь до 10 -5 -10 -6 Ом -1 · см -1 при легировании. Электрический пробой происходит при поле 1,2–1,8 · 10 5 В / мм ( электрическая прочность ).
Предполагается, что кубическая фаза смеси цинка AlN (zb-AlN) может проявлять сверхпроводимость при высоких давлениях.
AlN имеет высокую теплопроводность , высококачественный монокристалл AlN, выращенный методом MOCVD, имеет собственную теплопроводность 321 Вт / (м · К), что соответствует расчетам из первых принципов. Для электроизоляционной керамики она составляет 70–210 Вт / (м · К) для поликристаллического материала и до 285 Вт / (м · К) для монокристаллов).
Стабильность и химические свойства
Нитрид алюминия стабилен при высоких температурах в инертной атмосфере и плавится при температуре 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 устойчив в атмосфере водорода и углекислого газа до 980 ° C.
Материал медленно растворяется в минеральных кислотах из -за воздействия на границы зерен и в сильных щелочах из- за воздействия на зерна нитрида алюминия. Материал медленно гидролизуется в воде. Нитрид алюминия устойчив к воздействию большинства расплавленных солей, включая хлориды и криолит .
На нитрид алюминия можно нанести рисунок с помощью реактивного ионного травления на основе Cl 2 .
Производство
AlN , синтезируется карботермического из оксида алюминия в присутствии газообразного азота или аммиака , или путем прямого азотирования алюминия. Использование вспомогательных веществ для спекания , таких как Y 2 O 3 или CaO, и горячее прессование необходимо 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 широко используемый в мобильных телефонах ВЧ-фильтр , который называется объемным тонкопленочным 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 для дальномера в воздухе на расстояниях до метра.
Доступны методы металлизации, позволяющие использовать AlN в электронных устройствах, аналогичных оксиду алюминия и оксиду бериллия . Нанотрубки AlN как неорганические квазиодномерные нанотрубки, изоэлектронные углеродным нанотрубкам, были предложены в качестве химических сенсоров для токсичных газов.
В настоящее время существует много исследований в разработке светодиодов для работы в ультрафиолетовой области спектра с использованием нитридом галлия полупроводников на основе и с использованием сплава нитрида галлия алюминия , длины волны короче 250 нм , как были достигнуты. В 2006 году сообщалось о неэффективном излучении светодиода AlN на длине волны 210 нм.
Среди приложений AlN:
- оптоэлектроника,
- диэлектрические слои в оптических носителях информации,
- электронные подложки, держатели микросхем, где важна высокая теплопроводность,
- военные приложения,
- как тигель для выращивания кристаллов арсенида галлия ,
- производство стали и полупроводников .
Смотрите также
- Нитрид бора
- Фосфид алюминия
- Нитрид индия
- Оксинитрид алюминия
- Нитрид титана-алюминия , TiAlN или AlTiN
Рекомендации
Цитированные источники
- Хейнс, Уильям М., изд. (2016). CRC Справочник по химии и физике (97-е изд.). CRC Press . п. 4.45. ISBN 9781498754293.
NH 3 N 2 H 4 |
Он (N 2 ) 11 | ||||||||||||||||
Ли 3 Н | Be 3 N 2 | BN |
β-C 3 N 4 г-C 3 N 4 C x N y |
№ 2 | N x O y | NF 3 | Ne | ||||||||||
Na 3 N | Mg 3 N 2 | AlN | Si 3 N 4 |
PN P 3 N 5 |
S x N y SN S 4 N 4 |
NCl 3 | Ar | ||||||||||
К 3 Н | Ca 3 N 2 | ScN | Банка | VN |
CrN Cr 2 N |
Mn x N y | Fe x N y | Против | Ni 3 N | CuN | Zn 3 N 2 | GaN | Ge 3 N 4 | В виде | Se | NBr 3 | Kr |
Руб. | Sr 3 N 2 | YN | ZrN | NbN | β-Mo 2 N | Tc | RU | Rh | PdN | Ag 3 N | CdN | Гостиница | Sn | Sb | Te | NI 3 | Xe |
CS | Ba 3 N 2 | Hf 3 N 4 | TaN | WN | Re | Операционные системы | Ir | Pt | Au | Hg 3 N 2 | TlN | Pb | BiN | По | В | Rn | |
Пт | Ra 3 N 2 | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Ур. | Ц | Og | |
↓ | |||||||||||||||||
Ла | CeN | PrN | Nd | Вечера | См | Евросоюз | GdN | Tb | Dy | Хо | Э | Тм | Yb | Лу | |||
Ac | Чт | Па | U 2 N 3 | Np | Пу | Являюсь | См | Bk | Cf | Es | FM | Мкр | Нет | Lr |