氮化铟

化合物

氮化铟InN)是一种小能隙半导体材料,在太阳能电池及其他高速电子学上有潜在的应用[2]

氮化铟
别名 Indium(III) nitride
识别
CAS号 25617-98-5  checkY
PubChem 117560
ChemSpider 105058
SMILES
 
  • [In]#N
InChI
 
  • 1/In.N/rInN/c1-2
InChIKey NWAIGJYBQQYSPW-QCNKTVRGAR
性质
化学式 InN
摩尔质量 128.83 g·mol⁻¹
外观 黑色粉末
密度 6.81 g/cm3
熔点 1100 °C(1373 K)
溶解性 会水解
能隙 0.65 eV
电子迁移率 3200 cm2/(V.s) (300 K)
热导率 45 W/(m.K) (300 K)
折光度n
D
2.9
结构
晶体结构 纤维锌矿 (六边形)
空间群 C46v-P63mc
晶格常数 a = 354.5 pm, c = 570.3 pm [1]
配位几何 四面体
危险性
MSDS External MSDS
欧盟编号 未列出
主要危害 剌激性,会水解产生
相关物质
其他阴离子 磷化铟
砷化铟
锑化铟英语Indium antimonide
其他阳离子 氮化硼
氮化铝
氮化镓
相关化学品 氮化铟镓英语Indium gallium nitride
氮化铝铟镓
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

依温度的不同,氮化铟的能阶可以到约~0.7 eV[3](以往认定的值是1.97 eV)。其有效电子质量已由高磁场的测量所确认 ,[4][5], m*=0.055 m0。氮化铟和氮化镓的合金为三元体系的氮化铟镓,其直接能阶从红外线(0.69 eV)延伸到紫外线(3.4 eV)。

目前有关氮化铟的研究是发展氮化物基础半导体太阳能电池。利用合金氮化铟镓英语indium gallium nitride,可以对应太阳光的频谱。氮化铟的能阶其波长可以长到1900nm。不过这类太阳电池要商品化,仍有许多困难,利用氮化铟及高含铟的氮化铟镓制作p型半导体就是挑战之一。氮化铟和其他氮化物(如 氮化镓氮化铝)的异质外延生长也已证实相当困难。

氮化铟的多晶薄膜有高导电性,在氦的温度下甚至有超导性。其超导转态温度为Tc依其薄膜结构而定,会低于4 K[6][7]。其超导性在强磁场(数个特斯拉)下仍然存在,这和金属在磁场为 0.03 T时超导性就会下降的特性不同。其超导的特性是因为金属铟的链状结构[6]或是奈米簇,其中依照金兹堡-朗道方程,较小的尺寸增高了临界磁场[8]

相关条目

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参考文献

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  1. ^ Pichugin, I.G., Tiachala, M. Izv. Akad. Nauk SSSR, Neorg. Mater. 14 (1978) 175.
  2. ^ T. D. Veal, C. F. McConville, and W. J. Schaff (Eds), Indium Nitride and Related Alloys (CRC Press, 2009)
  3. ^ V. Yu. Davydov; et al. Absorption and Emission of Hexagonal InN. Evidence of Narrow Fundamental Band Gap (free download pdf). Physica Status Solidi (b). 2002, 229: R1 [2015-10-21]. Bibcode:2002PSSBR.229....1D. doi:10.1002/1521-3951(200202)229:3<r1::aid-pssb99991>3.0.co;2-o. (原始内容存档 (PDF)于2015-09-24). 
  4. ^ Goiran, Michel,,; et al. Electron cyclotron effective mass in indium nitride. APPLIED PHYSICS LETTERS. 2010, 96: 052117. Bibcode:2010ApPhL..96e2117G. doi:10.1063/1.3304169. 
  5. ^ Millot, Marius,; et al. Determination of effective mass in InN by high-field oscillatory magnetoabsorption spectroscopy. Phys. Rev. B. 2011, 83: 125204 [2015-10-21]. Bibcode:2011PhRvB..83l5204M. doi:10.1103/PhysRevB.83.125204. (原始内容存档于2011-09-27). 
  6. ^ 6.0 6.1 T. Inushima. Electronic structure of superconducting InN. Sci. Techn. Adv. Mater. (free download pdf). 2006, 7 (S1): S112. Bibcode:2006STAdM...7S.112I. doi:10.1016/j.stam.2006.05.009. 
  7. ^ Tiras, E.; Gunes, M.; Balkan, N.; Airey, R.; Schaff, W. J. Superconductivity in heavily compensated Mg-doped InN. Applied Physics Letters. 2009, 94 (14): 142108. Bibcode:2009ApPhL..94n2108T. doi:10.1063/1.3116120. 
  8. ^ Komissarova, T. A.; Parfeniev, R. V.; Ivanov, S. V. Comment on "Superconductivity in heavily compensated Mg-doped InN" [Appl. Phys. Lett. 94, 142108 (2009)]. Applied Physics Letters. 2009, 95 (8): 086101. Bibcode:2009ApPhL..95h6101K. doi:10.1063/1.3212864.