Antimoneto de índio - Indium antimonide
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol )
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ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.013.812 |
Número EC | |
PubChem CID
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Número RTECS | |
UNII | |
Número ONU | 1549 |
Painel CompTox ( EPA )
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Propriedades | |
Em Sb | |
Massa molar | 236,578 g · mol −1 |
Aparência | Cristais metálicos cinza escuro |
Densidade | 5,775 g⋅cm −3 |
Ponto de fusão | 527 ° C (981 ° F; 800 K) |
Gap de banda | 0,17 eV |
Mobilidade de elétrons | 7,7 mC⋅s⋅g -1 (a 27 ° C) |
Condutividade térmica | 180 mW⋅K −1 ⋅cm −1 (a 27 ° C) |
Índice de refração ( n D )
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4,0 |
Estrutura | |
Blenda de zinco | |
T 2 d - F -4 3m | |
a = 0,648 nm
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Tetraédrico | |
Perigos | |
Ficha de dados de segurança | SDS externo |
Pictogramas GHS | |
Palavra-sinal GHS | Aviso |
H302 , H332 , H411 | |
P273 | |
Compostos relacionados | |
Outros ânions
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Nitreto de índio Fosfeto de índio Arseneto de índio |
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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verificar (o que é ?) | |
Referências da Infobox | |
O antimoneto de índio ( InSb ) é um composto cristalino feito dos elementos índio (In) e antimônio (Sb). É um estreito intervalo de semicondutores material da III - V grupo usadas em detectores de infravermelhos , incluindo térmicas imagiologia câmaras, FLIR sistemas, homing infravermelhos de orientação de mísseis sistemas, e em astronomia de infravermelhos . Os detectores de antimoneto de índio são sensíveis entre comprimentos de onda de 1–5 μm.
O antimoneto de índio era um detector muito comum nos antigos sistemas de imagem térmica com varredura mecânica de um único detector. Outra aplicação é como fonte de radiação terahertz , pois é um forte emissor de foto-Dember .
História
O composto intermetálico foi relatado pela primeira vez por Liu e Peretti em 1951, que deram sua faixa de homogeneidade, tipo de estrutura e constante de rede. Lingotes policristalinos de InSb foram preparados por Heinrich Welker em 1952, embora não fossem muito puros para os padrões de semicondutores atuais. Welker estava interessado em estudar sistematicamente as propriedades semicondutoras dos compostos III-V. Ele observou como o InSb parecia ter um pequeno gap direto de banda e uma mobilidade eletrônica muito alta. Os cristais de InSb cresceram por resfriamento lento do líquido fundido pelo menos desde 1954.
Propriedades físicas
O InSb tem a aparência de peças de metal prateado cinza escuro ou pó com brilho vítreo. Quando submetido a temperaturas superiores a 500 ° C, derrete e se decompõe, liberando vapores de antimônio e óxido de antimônio .
A estrutura cristalina é zincblende com uma constante de rede de 0,648 nm .
Propriedades eletrônicas
InSb é um semicondutor de gap estreito com um gap de energia de 0,17 eV a 300 K e 0,23 eV a 80 K.
InSb não dopado possui a maior mobilidade de elétrons à temperatura ambiente (78000 cm 2 / V⋅s), velocidade de deriva de elétrons e comprimento balístico (até 0,7 μm a 300 K) de qualquer semicondutor conhecido, exceto para nanotubos de carbono .
Os detectores fotodiodo de antimonídeo de índio são fotovoltaicos , gerando corrente elétrica quando submetidos à radiação infravermelha. A eficiência quântica interna do InSb é efetivamente 100%, mas é uma função da espessura, especialmente para fótons próximos à faixa. Como todos os materiais de bandgap estreito, os detectores InSb requerem recalibrações periódicas, aumentando a complexidade do sistema de imagem. Essa complexidade adicional vale a pena onde é necessária extrema sensibilidade, por exemplo, em sistemas militares de imagem térmica de longo alcance. Os detectores InSb também requerem resfriamento, pois precisam operar em temperaturas criogênicas (normalmente 80 K). Grandes matrizes (até 2048 × 2048 pixels ) estão disponíveis. HgCdTe e PtSi são materiais com uso semelhante.
Uma camada de antimoneto de índio imprensada entre camadas de antimoneto de índio e alumínio pode atuar como um poço quântico . Em tal heteroestrutura InSb / AlInSb recentemente mostrou exibir um efeito Hall quântico robusto . Esta abordagem é estudada para construir transistores muito rápidos . Transistores bipolares operando em frequências de até 85 GHz foram construídos a partir de antimoneto de índio no final da década de 1990; transistores de efeito de campo operando a mais de 200 GHz foram relatados mais recentemente ( Intel / QinetiQ ). Alguns modelos sugerem que frequências terahertz são alcançáveis com este material. Dispositivos semicondutores de antimoneto de índio também são capazes de operar com tensões abaixo de 0,5 V, reduzindo seus requisitos de energia.
Métodos de crescimento
InSb podem ser cultivadas por solidificação de uma massa fundida a partir da (estado líquido processo Czochralski ), ou epitaxialmente por epitaxia de fase líquida , epitaxia de parede quente ou epitaxia de feixe molecular . Ele também pode ser cultivado a partir de compostos organometálicos por MOVPE .
Aplicativos do dispositivo
- Detectores de imagem térmica usando fotodiodos ou detectores fotoeletromagnéticos
- Sensores de campo magnético usando magnetorresistência ou efeito Hall
- Transistores rápidos (em termos de comutação dinâmica). Isso se deve à alta mobilidade de portadora do InSb.
- Em alguns dos detectores da Infrared Array Camera no Spitzer Space Telescope