Арсенид алюминия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Арсенид алюминия
Элементарная ячейка кристаллов типа цинковой обманки

__ Al     __As
Общие
Систематическое
наименование
арсенид алюминия
Хим. формула AlAs
Рац. формула AlAs
Физические свойства
Состояние твердое вещество
Молярная масса 101,903 г/моль
Плотность 3,81 г/см³
Твёрдость ~5 (по Моосу)
Термические свойства
Т. плав. 1740 °C
Оптические свойства
Показатель преломления 3 (ИК)
Структура
Координационная геометрия тетраэдрическая
Кристаллическая структура кубическая, типа сфалерита,

пространственная группа T2d-F-43m

Классификация
Рег. номер CAS 22831-42-1
PubChem 89859
SMILES
ChemSpider 81112
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Арсени́д алюми́ния (AlAs) — бинарное неорганическое химическое соединение алюминия и мышьяка. Применяется для создания оптоэлектронных приборов (светодиодов, полупроводниковых лазеров, фотоприемников). В гетероструктурах с арсенидом галлия — для изготовления сверхбыстродействующих транзисторов.

Физические свойства[править | править вики-текст]

Общие[править | править вики-текст]

При нормальных условиях оранжевые кристаллы c кристаллической решеткой типа цинковой обманки (сфалерита), пространственная группа T2d-F-43m, постоянная решетки 0,566 нм.

Полупроводниковые[править | править вики-текст]

Непрямозонный полупроводник с шириной запрещённой зоны 2,15 эВ при 300 K. Подвижность электронов ~200 см2В−1с−1 и их эффективная масса ~ 0,7 me[2].

Химические свойства[править | править вики-текст]

При комнатной температуре устойчив в сухом воздухе. Нерастворим в воде, но реагирует с ней (особенно быстро с горячей) или с водяным паром с образованием гидроксида алюминия и арсина. Пыль воспламеняется от контакта с водой.

Бурно реагирует даже со слабыми кислотами с образованием соответствующей соли алюминия и арсина.

Получение[править | править вики-текст]

Получают путем длительного нагревания порошков алюминия и мышьяка без доступа воздуха:

  • As + Al = AlAs.

Синтез этого соединения, особенно крупных монокристаллов затруднён вследствие очень высокой температуры плавления и агрессивности алюминия при этой температуре. Сообщалось, что некоторым исследователям удалось вырастить монокристаллы AlAs из расплава, наилучшие образцы таких кристаллов с дырочным типом проводимости имели концентрацию носителей ~1019 см−3[3].

Применение[править | править вики-текст]

Перспективный полупроводниковый материал для применения в оптоэлектронике, например, для создания полупроводниковых лазеров и др. (см. выше). Недостаток AlAs по сравнению с другими полупроводниовыми материалами типа III-V (GaAs, GaP) — трудность выращивания больших монокристаллов и нестабильность свойств приборов на его основе, обусловленное взаимодействием этого соединения с влагой воздуха.

Постоянные решёток AlAs и GaAs почти равны, что способствует выращиванию малодислокационных монокристаллических плёнок AlAs на GaAs, что позволяет создавать гетеропереходы и сверхрешётки[4] с исключительно высокой подвижностью зарядов, что применяется в СВЧ-приборах, например, в транзисторах с высокой подвижностью электронов[5] и других приборах, использующих эффекты квантовой ямы.

Токсичность, опасность и предосторожности[править | править вики-текст]

Весьма ядовит при попадании внутрь, так как при реакции с желудочным соком образуется чрезвычайно ядовитый арсин. Негорюч. Хранить в герметичных сосудах, для избежания взаимодействия с влагой воздуха.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Berger, L. I. Semiconductor Materials. — CRC Press, 1996. — P. 125. — ISBN 978-0-8493-8912-2.
  2. AlxGa1-xAs. Ioffe Database. Sankt-Peterburg: FTI im. A. F. Ioffe, RAN. Архивировано из первоисточника 31 октября 2012.
  3. Willardson, R., and Goering, H. (eds.), Compound Semiconductors, 1, 184 (Reinhold Pub. Corp., New York, 1962).
  4. Guo, L. Structural, Energetic, and Electronic Properties of Hydrogenated Aluminum Arsenide Clusters. Journal of Nanoparticle Research. Vol. 13 Issue 5 pg. 2029—2039. 2011.
  5. S. Adachi, GaAs and Related Materials: Bulk Semiconducting and Superlattice Properties. (World Scientific, Singapore, 1994)