氮化铝

2018-02-28 13:48:04

氮化铝12
英文名 Aluminum nitride
别名 氮化铝
识别
CAS号 24304-00-5  ✓
PubChem 90455
ChemSpider 81668
SMILES
InChI
InChIKey PIGFYZPCRLYGLF-PXKYIXAJAH
EINECS 246-140-8
ChEBI 50884
RTECS BD1055000
性质
化学式 AlN
摩尔质量 40.9892 g·mol⁻¹
密度 3.255 g/cm32
熔点 3000 °C2
沸点 2517 °C
溶解性(水) 与水反应2
热导率 140–180 W m-1 K-1
结构
晶体结构 六方2
热力学
热容 740 J Kg-1 K-1
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

氮化铝(Aluminium Nitride,AlN)是铝的氮化物。纤锌矿状态的氮化铝(w-AlN)是一种宽带隙(Wide-bandgap Semiconductor)的半导体材料(6.2 eV)。故也是可应用于深紫外线光电子学的半导体物料。

目录

  • 1 历史及特性
  • 2 应用
  • 3 参见
  • 4 参考资料
  • 5 外部链接
    • 5.1 学术

历史及特性

氮化铝于1877年首次合成。至1980年代,因氮化铝是一种陶瓷绝缘体(多晶体物料为 70-210 W‧m−1‧K−1,而单晶体更可高达 275 W‧m−1‧K−1 ),使氮化铝有较高的传热能力,至使氮化铝被大量应用于微电子学。与氧化铍不同的是氮化铝无毒。氮化铝用金属处理,能取代矾土及氧化铍用于大量电子仪器。氮化铝可通过氧化铝和碳的还原作用或直接氮化金属铝来制备。氮化铝是一种以共价键相连的物质,它有六角晶体结构,与硫化锌、纤维锌矿同形。此结构的空间组为P63mc。要以热压及焊接式才可制造出工业级的物料。物质在惰性的高温环境中非常稳定。在空气中,温度高于700℃时,物质表面会发生氧化作用。在室温下,物质表面仍能探测到5-10纳米厚的氧化物薄膜。直至1370℃,氧化物薄膜仍可保护物质。但当温度高于1370℃时,便会发生大量氧化作用。直至980℃,氮化铝在氢气及二氧化碳中仍相当稳定。矿物酸通过侵袭粒状物质的界限使它慢慢溶解,而强碱则通过侵袭粒状氮化铝使它溶解。物质在水中会慢慢水解。氮化铝可以抵抗大部分融解的盐的侵袭,包括氯化物及冰晶石〔即六氟铝酸钠〕。

应用

有报告指现今大部分研究都在开发一种以半导体(氮化镓或合金铝氮化镓)为基础且运行于紫外线的发光二极管,而光的波长为250纳米。在2006年5月有报告指一个无效率的二极管可发出波长为210纳米的光波1。以真空紫外线反射率量出单一的氮化铝晶体上有6.2eV的能隙。理论上,能隙允许一些波长为大约200纳米的波通过。但在商业上实行时,需克服不少困难。氮化铝应用于光电工程,包括在光学储存界面及电子基质作诱电层,在高的导热性下作芯片载体,以及作军事用途。

由于氮化铝压电效应的特性,氮化铝晶体的外延性伸展也用于表面声学波的探测器。而探测器则会放置于硅晶圆上。只有非常少的地方能可靠地制造这些细的薄膜。

参见

  • 氮化硼
  • 磷化铝
  • 氮化铟

参考资料

  1. ^ Aluminum Nitride. Accuratus. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th Edition. 2016-06-24: 4–45. ISBN 1-4987-5428-7 (英语). 

外部链接

  • 氮化铝AIN

学术

  • Ioffe data archive (罗福资料档案馆)
  • Electronic Structure of AlN (氮化铝的电子结构)
  • MSDS (University of Oxford) 〔物质安全资料表 (牛津大学)〕
  • Chemistry : Periodic Table : aluminium : compound data 〔aluminium (III) nitride〕
    化学:周期表:铝:化合物数据 〔氮化铝(Ⅲ)〕


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