Антимонид индия - Indium antimonide

Антимонид индия
Модель антимонида индия с шариковыми и стержневыми ячейками
Образец кристаллического антимонида индия
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.013.812 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 215-192-3
Номер RTECS
  • NL1105000
UNII
Номер ООН1549
Характеристики
ВSb
Молярная масса236.578 г · моль−1
ВнешностьТемно-серые, металлические кристаллы
Плотность5.775 г⋅см−3
Температура плавления 527 ° С (981 ° F, 800 К)
Ширина запрещенной зоны0.17 эВ
Электронная подвижность7.7 mC⋅s⋅g−1 (при 27 ° C)
Теплопроводность180 мВт⋅К−1⋅см−1 (при 27 ° C)
4.0
Структура
Цинковая обманка
Т2d-F-43м
Тетраэдр
Опасности
Паспорт безопасностиВнешний SDS
Пиктограммы GHSGHS07: Вредно GHS09: Опасность для окружающей среды[1]
Сигнальное слово GHSПредупреждение
H302, H332, H411
P273
Родственные соединения
Другой анионы
Нитрид индия
Фосфид индия
Арсенид индия
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Антимонид индия (InSb) является кристаллическим сложный сделано из элементы индий (В и сурьма (Сб). Это узкийзазор полупроводник материал из III -V группа, используемая в инфракрасные детекторы, включая тепловидение камеры, FLIR системы, инфракрасное самонаведение наведение ракеты систем, а в инфракрасная астрономия. Детекторы антимонида индия чувствительны в диапазоне длин волн 1–5 мкм.

Антимонид индия был очень распространенным детектором в старых однодетекторных тепловизионных системах с механическим сканированием. Другое приложение как терагерцовое излучение источник, поскольку это сильный фото-Дембер эмиттер.

История

Об интерметаллиде впервые сообщили Лю и Перетти в 1951 году, которые указали диапазон его гомогенности, тип структуры и постоянную решетки.[2] Поликристаллические слитки InSb были получены методом Генрих Велкер в 1952 году, хотя они не были очень чистыми по сегодняшним стандартам полупроводников. Велкер интересовался систематическим изучением полупроводниковых свойств соединений AIIIBV. Он отметил, что InSb имеет небольшую прямую запрещенную зону и очень высокую подвижность электронов.[3] Кристаллы InSb выращивались методом медленного охлаждения из жидкого расплава по крайней мере с 1954 года.[4]

Физические свойства

InSb имеет вид темно-серых серебристых металлических кусков или порошка со стекловидным блеском. Под воздействием температур выше 500 ° C он плавится и разлагается, выделяя сурьму и оксид сурьмы пары.

В Кристальная структура является цинковая обманка с длиной волны 0,648 нм постоянная решетки.[5]

Электронные свойства

InSb - узкозонный полупроводник с энергией запрещенная зона из 0,17эВ в 300K и 0,23 эВ при 80 К.[5]

Нелегированный InSb обладает наибольшей температурой окружающей среды. подвижность электронов (78000 см2/ V⋅s),[6] электрон скорость дрейфа, и баллистическая длина (до 0,7 мкм при 300 К)[5] любого известного полупроводника, кроме углеродные нанотрубки.

Антимонид индия фотодиод детекторы фотоэлектрический, генерирующий электрический ток при воздействии инфракрасного излучения. Внутренний квантовая эффективность фактически составляет 100%, но является функцией толщины, особенно для фотонов, близких к полосе.[7] Как и все материалы с узкой запрещенной зоной, детекторы InSb требуют периодической повторной калибровки, что увеличивает сложность системы формирования изображений. Эта дополнительная сложность имеет смысл там, где требуется высокая чувствительность, например в военных тепловизионных системах дальнего действия. Детекторы InSb также требуют охлаждения, поскольку они должны работать при криогенных температурах (обычно 80 K). Большие массивы (до 2048 × 2048пиксели ) доступны.[8] HgCdTe и PtSi материалы с аналогичным использованием.

Слой антимонида индия, расположенный между слоями антимонида алюминия-индия, может действовать как квантовая яма. В таком гетероструктура Недавно было показано, что InSb / AlInSb демонстрирует надежную квантовый эффект холла.[9] Этот подход изучается для очень быстрого построения транзисторы.[10] Биполярные транзисторы работающие на частотах до 85 ГГц, были построены из антимонида индия в конце 1990-х годов; полевые транзисторы о работе на частотах более 200 ГГц сообщалось совсем недавно (Intel /QinetiQ ).[нужна цитата ] Некоторые модели предполагают, что с этим материалом достижимы терагерцевые частоты. Полупроводниковые устройства на антимониде индия также могут работать при напряжениях ниже 0,5 В, что снижает их требования к мощности.

Методы выращивания

InSb можно вырастить путем отверждения расплава из жидкого состояния (Процесс Чохральского ), или же эпитаксиально к жидкофазная эпитаксия, эпитаксия горячей стенки или же молекулярно-лучевая эпитаксия. Также его можно выращивать из металлоорганический соединения MOVPE.

Приложения устройства

Рекомендации

  1. ^ «Индиевый антимонд». Американские элементы. Получено 20 июня, 2019.
  2. ^ Liu, T. S .; Перетти, Э.А. Транс AIME, т. 191, стр. 791 (1951).
  3. ^ Ортон, Дж. У., "Полупроводники и информационная революция: волшебные кристаллы, благодаря которым все это произошло", стр. 138-139, Academic Press (2009)
  4. ^ Эйвери, Д. Г.; Гудвин, Д. В.; Лоусон, WD; Мосс, Т. С. (1954). «Оптические и фотоэлектрические свойства антимонида индия». Труды физического общества. Серия Б. 67 (10): 761. Дои:10.1088/0370-1301/67/10/304.
  5. ^ а б c Свойства антимонида индия (InSb)
  6. ^ Роде, Д. Л. (1971). «Электронный транспорт в InSb, InAs и InP». Физический обзор B. 3 (10): 3287. Дои:10.1103 / PhysRevB.3.3287.
  7. ^ Эйвери, Д. Г.; Гудвин, Д. В.; Ренни, мисс А.Е. (1957). «Новые инфракрасные детекторы на основе антимонида индия». Журнал научных инструментов. 34 (10): 394. Дои:10.1088/0950-7671/34/10/305.
  8. ^ М. Г. Беккет "Инфракрасное изображение высокого разрешения", докторская диссертация, Кембриджский университет (1995) Глава 3: Камера
  9. ^ Александр-Уэббер, Дж. А .; Бейкер, А. М. Р .; Пряжка, P. D .; Эшли, Т .; Николас, Р. Дж. (2012-07-05). «Сильноточный пробой квантового эффекта Холла и нагрев электронов в InSb / AlInSb». Физический обзор B. Американское физическое общество (APS). 86 (4): 045404. Дои:10.1103 / Physrevb.86.045404. ISSN  1098-0121.
  10. ^ Уилл Найт (10 февраля 2005 г.). "'Транзистор квантовой ямы обещает бережливые вычисления ". Новый ученый. Получено 2020-01-11.

внешняя ссылка