Оксид индия(III)
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена триоксид индия, полуторный оксид индия | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.013.813 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| In2OIn2O3 | |
| Молярная масса | 277.64 g/mol |
| Появление | желтовато-зеленые кристаллы без запаха |
| Плотность | 7,179 г/см 3 |
| Температура плавления | 1910 ° C (3470 ° F; 2180 К) |
| нерастворимый | |
| Запрещенная зона | ~3 эВ (300 К) |
| −56.0·10 −6 см 3 /моль | |
| Структура | |
| Кубический, ( биксбиит ) cI80 | |
| Дубль 3 , № 206 | |
а = 1,0117(1) нм [1] | |
Формульные единицы ( Z ) | 16 формул на ячейку |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : [2] | |
  | |
| Опасность | |
| Х315 , Х319 , Х335 | |
| P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P302+P352 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P312 , P314 , P321 , P332+P313 , P337+P313 , P362 , 3+П233 , П405 , П501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
индия(III) ( In 2 O 3 ) — химическое соединение , амфотерный оксид индия Оксид .
Физические свойства
[ редактировать ]Кристаллическая структура
[ редактировать ]Аморфный оксид индия нерастворим в воде, но растворим в кислотах, тогда как кристаллический оксид индия нерастворим ни в воде, ни в кислотах. Кристаллическая форма существует в двух фазах: кубическая ( тип биксбиита ) [1] и ромбоэдрические ( типа корунда ). Обе фазы имеют ширину запрещенной зоны около 3 эВ. [3] [4] Параметры кубической фазы указаны в информационном окне.
Ромбоэдрическая фаза образуется при высоких температурах и давлениях или при использовании неравновесных методов выращивания. [5] Имеет пространственную группу R 3 c № 167, символ Пирсона hR30, a = 0,5487 нм, b = 0,5487 нм, c = 1,4510 нм, Z = 6 и расчетную плотность 7,31 г/см. 3 . [6]
Проводимость и магнетизм
[ редактировать ]Тонкие пленки хромом , легированного оксида индия (In 2-x Cr x O 3 ), представляют собой магнитный полупроводник , обладающий высокотемпературным ферромагнетизмом , однофазной кристаллической структурой и полупроводниковым поведением с высокой концентрацией носителей заряда . Он имеет возможное применение в спинтронике в качестве материала для спиновых инжекторов. [7]
Тонкие поликристаллические пленки оксида индия, легированного Zn 2+ обладают высокой проводимостью (проводимость ~10 5 См/м) и даже сверхпроводимость при гелиевых температурах. Температура сверхпроводящего перехода T c зависит от легирования и структуры пленки и составляет менее 3,3 К. [8]
Синтез
[ редактировать ]Объемные пробы можно приготовить путем нагревания гидроксида индия (III) или нитрата, карбоната или сульфата. [9] Тонкие пленки оксида индия можно получить путем распыления индиевых мишеней в атмосфере аргона / кислорода . Их можно использовать в качестве диффузионных барьеров (« барьерных металлов ») в полупроводниках , например, для подавления диффузии между алюминием и кремнием . [10]
Монокристаллические нанопроволоки можно синтезировать из оксида индия методом лазерной абляции, что позволяет точно контролировать диаметр до 10 нм. полевые транзисторы . Из них были изготовлены [11] Нанопроволоки оксида индия могут служить чувствительными и специфическими окислительно-восстановительных белков сенсорами . [12] Золь -гель- метод — еще один способ получения нанопроволок. [ нужна ссылка ]
Оксид индия может служить полупроводниковым материалом , образуя гетеропереходы с p - InP , n - GaAs , n- Si и другими материалами. Слой оксида индия на кремниевой подложке можно нанести из раствора трихлорида индия - метод, полезный для производства солнечных элементов . [13]
Реакции
[ редактировать ]При нагревании до 700 °С оксид индия(III) образует In 2 O (называемый оксидом индия(I) или субоксидом индия), при 2000 °С он разлагается. [9] Он растворим в кислотах, но не в щелочах. [9] С аммиаком при высокой температуре нитрид индия : образуется [14]
- В 2 О 3 + 2 NH 3 → 2 InN + 3 H 2 O
С K 2 O и металлическим индием образуется соединение K 5 InO 4 , содержащее тетраэдрический InO 4 5− были приготовлены ионы. [15] В результате реакции с различными триоксидами металлов образуются перовскиты. [16] например:
- In 2 O 3 + Cr 2 O 3 → 2InCrO 3
Приложения
[ редактировать ]Оксид индия используется в некоторых типах батарей, тонкопленочных инфракрасных отражателях, прозрачных для видимого света ( горячие зеркала ), некоторых оптических покрытиях и некоторых антистатических покрытиях . В сочетании с диоксидом олова оксид индия образует оксид индия-олова (также называемый оксидом индия, легированным оловом или ITO), материал, используемый для прозрачных проводящих покрытий.
В полупроводниках оксид индия может использоваться как полупроводник n-типа, используемый в качестве резистивного элемента в интегральных схемах . [17]
В гистологии оксид индия используется в составе некоторых красителей .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Марецио, М. (1966). «Уточнение кристаллической структуры In 2 O 3 на двух длинах волн». Акта Кристаллографика . 20 (6): 723–728. Бибкод : 1966AcCry..20..723M . дои : 10.1107/S0365110X66001749 .
- ^ «Оксид индия» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov .
- ^ Уолш, А; и др. (2008). «Природа запрещенной зоны In 2 O 3, выявленная с помощью расчетов из первых принципов и рентгеновской спектроскопии» (PDF) . Письма о физических отзывах . 100 (16): 167402. Бибкод : 2008PhRvL.100p7402W . doi : 10.1103/PhysRevLett.100.167402 . ПМИД 18518246 . Архивировано из оригинала (PDF) 15 декабря 2017 г. Проверено 25 ноября 2016 г.
- ^ Кинг, PDC; Фукс, Ф.; и др. (2009). «Запрещенная зона, электронная структура и поверхностное накопление электронов кубического и ромбоэдрического In 2 O 3 » (PDF) . Физический обзор B . 79 (20): 205211. Бибкод : 2009PhRvB..79t5211K . дои : 10.1103/PhysRevB.79.205211 . S2CID 53118924 . Архивировано из оригинала (PDF) 31 декабря 2019 г.
- ^ Общество минералов, металлов и материалов (Tms); Общество минералов, металлов и материалов (TMS) (6 апреля 2011 г.). 140-е ежегодное собрание и выставка TMS 2011, общий выбор докладов . Джон Уайли и сыновья. стр. 51–. ISBN 978-1-118-06215-9 . Проверено 23 сентября 2011 г.
- ^ Прюитт, Чарльз Т.; Шеннон, Роберт Д.; Роджерс, Дональд Берл; Слейт, Артур В. (1969). «Переход C оксид редкоземельного элемента в корунд и кристаллохимия оксидов, имеющих структуру корунда». Неорганическая химия . 8 (9): 1985–1993. дои : 10.1021/ic50079a033 .
- ^ «Новый материал привносит свой вклад в электронику» . Биомедицинские приборы и технологии . 40 (4): 267. 2006. doi : 10.2345/i0899-8205-40-4-267.1 .
- ^ Макисе, Казумаса; Кокубо, Нобухито; Такада, Сатоши; Ямагути, Такаши; Огура, Сюнсукэ; Ямада, Кадзумаса; Шинозаки, Бундзю; Яно, Коки; и др. (2008). , легированных цинком, «Сверхпроводимость в прозрачных пленках In 2 O 3 с низкой плотностью носителей заряда» . Наука и технология перспективных материалов . 9 (4): 044208. Бибкод : 2008STAdM...9d4208M . дои : 10.1088/1468-6996/9/4/044208 . ПМК 5099639 . ПМИД 27878025 .
- ^ Перейти обратно: а б с Даунс, Энтони Джон (1993). Химия алюминия, галлия, индия и таллия . Спрингер. ISBN 0-7514-0103-Х .
- ^ Колава Э. и Гарланд К. и Тран Л. и Ние К.В. и Молариус Дж.М. и Флик В. и Николет М.-А. и Вэй Дж. (1988). «Диффузионные барьеры оксида индия для металлизации Al/Si» . Письма по прикладной физике . 53 (26): 2644–2646. Бибкод : 1988ApPhL..53.2644K . дои : 10.1063/1.100541 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Ли, С; Чжан, Д; Хан, С; Лю, Х; Тан, Т; Лей, Б; Лю, З; Чжоу, К. (2003). «Синтез, электронные свойства и применение нанопроволок из оксида индия». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1006 (1): 104–21. Бибкод : 2003NYASA1006..104L . дои : 10.1196/анналы.1292.007 . ПМИД 14976013 . S2CID 5176429 .
- ^ «Применение нанопроводов из оксида индия в качестве чувствительных и специфических окислительно-восстановительных белковых сенсоров» . Форсайт-нанотехнологический институт. Архивировано из оригинала 8 августа 2008 г. Проверено 29 октября 2008 г.
- ^ Фэн, Том и Гош, Амаль К. (1984) «Метод формирования солнечных элементов с гетеропереходом оксид индия / n-кремния» Патент США 4,436,765
- ^ Виберг, Эгон и Холлеман, Арнольд Фредерик (2001) Неорганическая химия , Elsevier ISBN 0123526515
- ^ Лулей, М.; Хоппе, Р. (1994). «Об «ортоиндатах» щелочных металлов: К знаниям о К 5 [InO 4 ]». Журнал неорганической и общей химии . 620 (2): 210–224. дои : 10.1002/zaac.19946200205 .
- ^ Шеннон, Роберт Д. (1967). «Синтез некоторых новых перовскитов, содержащих индий и таллий». Неорганическая химия . 6 (8): 1474–1478. дои : 10.1021/ic50054a009 . ISSN 0020-1669 .
- ^ «В 2 О 3 (оксид индия)» . CeramicMaterials.info. Архивировано из оригинала 30 июня 2008 г. Проверено 29 октября 2008 г.