Pojdi na vsebino

Aluminijev nitrid

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Aluminijev nitrid[1]
Uprašen aluminijev nitrid
Identifikatorji
3D model (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.041.931
EC število
  • 246-140-8
RTECS število
  • BD1055000
  • InChI=1S/Al.N
    Key: PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N
  • InChI=1/Al.N/rAlN/c1-2
    Key: PIGFYZPCRLYGLF-PXKYIXAJAH
  • [Al]#N
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
So298
20,2 J/mol K
318 kJ/mol
287,4 kJ/mol
Nevarnosti
NFPA 704 (diamant ognja)
NFPA 704 four-colored diamondFlammability code 0: Will not burn. E.g. waterHealth code 1: Exposure would cause irritation but only minor residual injury. E.g. turpentineReactivity code 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
0
1
0
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
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]
  1. »Aluminium Nitride«. Accuratus. Pridobljeno 1. januarja 2014.
  2. 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.
  3. AlN - Aluminium Nitride. Ioffe Database. Sankt-Peterburg: FTI im. A. F. Ioffe, RAN. Pridobljeno 1. januarja 2014.
  4. L. I. Berger (1997). Semiconductor Materials. CRC Press. str. 123–124. ISBN 0-8493-8912-7. Pridobljeno 1. januarja 2014.