질화 알루미늄

Aluminium nitride
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질화 알루미늄
Aluminium Nitride powder
Wurtzite polyhedra.png
이름
기타 이름
에이엔
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
켐스파이더
ECHA 정보 카드 100.041.931 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 246-140-8
13611
RTECS 번호
  • BD1055000
유니
  • InChI=1S/Al.N checkY
    키: PIGFYZPRLYGLF-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/Al.N/rAlN/c1-2
    키: PIGFYZPRLYGLF-PXKYIXAJ아.
  • [AlH2-] 1[N+]47 [AlH-]2 [N+] [AlH-]3[N+]8([AlH2-][]NH+]([AlH2-]4)[AlH2-]6)[AlH-]4[N+] [AlH-]5[N+]6([AlH2-]6)[Al-]78[N+]78[AlH-]([NH+]69)[NH+]5 [AlH2-][NH+]4[AlH-]7[NH+]3 [AlH2-][NH+]2[AlH-]8[NH+]1 [AlH2-]9
  • [AlH2-] 1[NH+]([AlH2-]6)[AlH2-][NH+]7 [AlH-]2 [N+][Al-]3 ([N+][AlH-]9[N+]5) [N+]18[Al-]45[N+][AlH-]5[NH+]6[Al-]78[N+]78[AlH2-][NH+]5 [AlH2-][N+]4([AlH2-][)NH+]9[AlH2-]4)[AlH-]7[N+]34 [AlH2-][NH+]2[AlH2-]8
특성.
알N
몰 질량 40.989 g/g[1]
외모 흰색에서 담황색 고체
밀도 3.255 g/cm3[1]
녹는점 2,500 °C (4,530 °F, 2,770 K)[6]
가수분해물(분말), 불용성(아연 결정)
용해성 불용성, 염기와 산의 수용액에서 가수분해되는 대상
밴드갭 6.015 eV[3][4] (직접)
전자 이동도 최대 3002 cm/(V·s)
열전도율 321 W/(m·K)[5]
구조[7]
워자이트
C6v4-P63mc, No. 186, hP4
a = 0.3117 nm, c = 0.49788 nm
수식 단위(Z)
 2
사면체
열화학[8]
30.1 J/(mol·K)
20.2 J/(mol·K)
- 318.0 kJ/mol
- 287.0 kJ/mol
위험 요소
GHS 라벨링:
GHS07: Exclamation markGHS08: Health hazardGHS09: Environmental hazard
경고
H315, , , , ,
P260, , , , , , , , , , , , , ,,
NFPA 704(파이어 다이아몬드)
1
0
0
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

질화 알루미늄(AlN)은 알루미늄의 고체 질화물입니다.최대 321W/(m·K)[5]의 높은 열전도율을 가지며 전기 절연체입니다.워츠사이트 위상(w-AlN)은 상온에서 최대 6eV 대역의 갭을 갖고 있으며, 심자외선 주파수에서 작동하는 광전자공학에 응용될 가능성이 있다.

이력 및 물리 속성

AN은 1862년 F에 의해 처음 합성되었다.Briegleb와 A.Geuther.[9][10]

순수(무도프) 상태의 AlN은 10~[11]10Ωµcm의−13−1−1 전기전도율을−11 가지며, 도프하면 10−6~10Ωµcm까지−5−1−1 상승한다.전기적 고장은 1.2–1.8×105 V/mm(유전체 강도)[11]의 장에서 발생합니다.

이 물질은 주로 육각형 워츠석 결정 구조에 존재하지만, 주로 박막 형태로 합성되는 준안정 입방 아연 블렌드 단계를 가지고 있습니다.고압에서 [12]초전도 현상을 보일 수 있는 입방상(zb-AlN)이 관측된다.

AlN은 열전도율이 높고 고품질 MOCVD 성장 AlN 단결정은 321W/(m·K)의 고유 열전도율을 가지며 제1원칙 [5]계산과 일치합니다.전기 절연 세라믹의 경우 다결정 재료는 70~210W/(m·K), 단결정 [11]재료는 285W/(m·K)이다.

안정성 및 화학적 특성

질화 알루미늄은 불활성 대기에서 고온에서 안정적이며 약 2200°C에서 녹습니다.진공상태에서 AlN은 약 1800 °C에서 분해된다.공기 중 표면 산화는 700°C 이상에서 발생하며, 상온에서도 5~10nm 두께의 표면 산화층이 검출되었다.이 산화물층은 물질을 최대 1370°C까지 보호합니다.이 온도 이상에서는 벌크 산화가 발생합니다.질화 알루미늄은 수소 및 이산화탄소 대기에서 최대 980°[13]C까지 안정적입니다.

이 물질은 입자 경계 공격을 통해 광물산에 천천히 용해되고 질화 알루미늄 입자에 대한 공격을 통해 강한 알칼리에 용해됩니다.그 물질은 물에서 천천히 가수 분해된다.질화알루미늄은 염화물 및 [citation needed]빙정석을 포함한 대부분의 용융염의 공격에 내성이 있습니다.

질화 알루미늄은 Cl 기반2 반응 이온 식각으로 [14][15]패턴화할 수 있습니다.

제조하다

AlN은 질소 또는 암모니아 가스가 존재하는 상태에서 산화알루미늄의 탄열 환원 또는 알루미늄의 직접 질화 작용에 의해 합성된다.고밀도 기술 등급 재료를 생산하려면 YO 또는 CaO와 같은23 소결 보조제와 핫 프레싱을 사용해야 합니다.

적용들

AlN의 압전 특성 때문에 실리콘 웨이퍼에 퇴적된 표면 음향파 센서(SAW)에는 에피택셜 성장 결정질 질화 알루미늄이 사용됩니다.1개의 어플리케이션은 휴대전화에 [16]널리 사용되는 RF 필터로 박막 벌크 어쿠스틱 레조네이터(FBAR)라고 불립니다.이것은 두 개의 금속 [17]층 사이에 끼어 있는 질화 알루미늄을 사용하는 MEMS 장치입니다.

또한 AN은 초음파를 방출하고 수신하는 압전 마이크로머신 초음파 변환기 제작에 사용되며 최대 [18][19]1미터의 거리에서 공중 거리 탐지에 사용될 수 있습니다.

금속화 방법은 알루미나 및 산화 베릴륨과 유사한 전자 응용 분야에서 AlN을 사용할 수 있습니다.유독가스의 [20][21]화학센서로는 탄소나노튜브와 등전자적인 무기 준1차원 나노튜브로서의 AlN나노튜브가 제시되고 있다.

현재 질화 갈륨계 반도체를 이용하여 자외선에서 작동하는 발광 다이오드를 개발하는 연구가 많이 진행 중이며, 합금 질화 알루미늄 갈륨을 사용하여 250 nm의 짧은 파장을 달성했습니다.2006년에는 210 nm에서 비효율적인 AN LED 방출이 보고되었다.[22]

ALN의 응용 프로그램에는 다음과 같은 것이 있습니다.

  • 광전자학,
  • 광학 저장 매체의 유전체 층,
  • 전자 기판, 높은 열전도율이 필수적인 칩 캐리어,
  • 군사 어플리케이션,
  • 비화 갈륨 결정을 자라게 하는 도가니처럼요
  • 철강 및 반도체 제조.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b 헤인즈, 페이지 4.45
  2. ^ Fukumoto, S.; Hookabe, T.; Tsubakino, H. (2010). "Hydrolysis behavior of aluminum nitride in various solutions". J. Mat. Science. 35 (11): 2743–2748. doi:10.1023/A:1004718329003. S2CID 91552821.
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인용된 출처