Aluminijev nitrid
 | |
 | |
| Identifikatorji | |
|---|---|
3D model (JSmol) |
|
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.041.931 |
| EC število |
|
PubChem CID |
|
| RTECS število |
|
CompTox Dashboard (EPA) |
|
| |
| |
| Lastnosti | |
| AlN | |
| Molska masa | 40,9882 g/mol |
| Videz | bela do bledo rumena trdnina |
| Gostota | 3,260 g/cm3 |
| Tališče | 2.200 °C (3.990 °F; 2.470 K) |
| Vrelišče | 2.517 °C (4.563 °F; 2.790 K) |
| uprašen z vodo raegira, monokristaliničen je netopen | |
| Topnost | z etanolom reagira |
| Prepovedani pas | 6,015 eV [2] |
| Mobilnost elektronov | ~300 cm2/(V·s) |
| Toplotna prevodnost | 285 W/(m·K) |
| Lomni količnik (nD) | 1,9 – 2,2 |
| Struktura | |
| Kristalna struktura | heksagonalna |
| Prostorska skupina | C6v4-P63mc |
| Koordinacijska geometrija |
tetraedrična |
| Termokemija | |
| Specifična toplota, C | 30,1 J/mol K |
| Standardna molarna entropija S |
20,2 J/mol K |
Std tvorbena entalpija (ΔfH⦵298) |
318 kJ/mol |
Gibbsova prosta energija (ΔfG˚) |
287,4 kJ/mol |
| Nevarnosti | |
| NFPA 704 (diamant ognja) | |
| Sklici infopolja | |
Aluminijev nitrid je spojina aluminija in dušika s formulo AlN. Njegova vurcitna faza (v-AlN) je polprevodnik s širokim prepovedanim pasom, pri sobni temperaturi 6,01-6,05 eV, in možno uporabnostjo v daljnji ultravijolični optični elektroniki.
Zgodovina
[uredi | uredi kodo]Aluminijev nitrid so prvič sintetizirali leta 1877. Njegovo uporabnost v mikroelektroniki zaradi relativno visoke toplotne prevodnosti za električno izolacijsko keramiko so odkrili šele v 1980. letih. Toplotna prevodnost polikristaliničnega nitrida je 70–210 W•m−1•K−1, posameznih kristalov pa celo 285 W•m−1•K−1. [3]
Kemijske lastnosti
[uredi | uredi kodo]Aluminijev nitrid je v inertni atmosferi stabilen tudi pri visokih temperaturah in se pri 2800 °C raztali. V vakuumu pri ~1800 °C razpade. Na zraku začne pri 700 °C na površini oksidirati. 5-10 nm debel površinski sloj oksidov lahko nastane že pri sobni temperaturi in ščiti snov pred nadaljnjo oksidacijo do temperature 1370 °C. Nad to temperaturo se začne splošna oksidacija. V atmosferi vodika ali ogljikovega dioksida je obstojen do 980 °C.[4]
V anorganskih kislinah se počasi raztaplja, najprej na mejnih ploskev med zrni, v močnih alkalijah pa se raztapljajo zrna nitrida. V vodi počasi hidrolizira. Odporen je na taline večine soli, vključno s kloridi in kriolitom.
Proizvodnja
[uredi | uredi kodo]AlN se proizvaja z redukcijo aluminijevega oksida z ogljikom pri visoki temperaturi ali z neposrednim nitriranjem aluminija. Z dodatki za sintranje, kakršna sta Y2O3 ali CaO, in vročim stiskanjem nastane gost, tehnično uporaben material.
Uporaba
[uredi | uredi kodo]Aluminijev nitrid se uporablja predvsem v
- optični elektroniki
- dielektričnih slojih v optičnih medijih za shranjevanje podatkov
- elektronskih substratih in nosilcih čipov, kjer je bistvena visoka toplotna prevodnost
- vojaških aplikacijah
- talilnih lončkih za rast kristalov galijevega arzenida
- proizvodnji jekla in polprevodnikov
Sklici
[uredi | uredi kodo]- ↑ »Aluminium Nitride«. Accuratus. Pridobljeno 1. januarja 2014.
- ↑ Feneberg, M.; Leute, R. A. R.; Neuschl, B.; Thonke, K.; Bickermann, M. (2010). »High-excitation and high-resolution photoluminescence spectra of bulk AlN«. Phys. Rev. B. 82: 075208. doi:10.1103/physrevb.82.075208.
{{navedi časopis}}: Vzdrževanje CS1: številka članka kot številka strani (povezava) - ↑ AlN - Aluminium Nitride. Ioffe Database. Sankt-Peterburg: FTI im. A. F. Ioffe, RAN. Pridobljeno 1. januarja 2014.
- ↑ L. I. Berger (1997). Semiconductor Materials. CRC Press. str. 123–124. ISBN 0-8493-8912-7. Pridobljeno 1. januarja 2014.