Borarsenid - Boron arsenide

Borarsenid
Borarsenid-unit-cell-1963-CM-3D-balls.png
F
Identifikatoren
3D-Modell ( JSmol )
ChemSpider
  • InChI=1S/AsB/c1-2
    Schlüssel: DBKNIEBLJMAJHX-UHFFFAOYSA-N
  • [B][Als]
Eigenschaften
BAs
Molmasse 85,733 g/mol
Aussehen Braune kubische Kristalle
Dichte 5,22 g / cm 3
Schmelzpunkt 1.100 °C (2.010 °F; 1.370 K) zersetzt sich
Unlöslich
Bandlücke 1,82 eV
Wärmeleitfähigkeit 1300 W/(m·K) (300 K)
Struktur
Kubisch ( Sphalerit ), cF8 , Nr. 216
F 4 3m
a  = 0,4777 nm
4
Verwandte Verbindungen
Andere Anionen
Bornitrid
Borphosphid
Borantimonid
Andere Kationen
Aluminium - Arsenid -
Gallium - Arsenid -
Indium - Arsenid
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox-Referenzen
Borsubarsenid
B12As2 3D-Seitenansicht.jpg
Identifikatoren
Eigenschaften
B 12 wie 2
Molmasse 279,58 g/mol
Dichte 3,56 g / cm 3
Unlöslich
Bandlücke 3,47 eV
Struktur
Rhomboeder , hR42 , Nr. 166
R 3 m
a  = 0,6149 nm, b  = 0,6149 nm, c  = 1,1914 nm
α = 90°, β = 90°, γ = 120°
6
Verwandte Verbindungen
Andere Anionen
Borsuboxid
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Infobox-Referenzen

Borarsenid ist eine chemische Verbindung mit Bor und Arsen , normalerweise mit der chemischen Formel BAs. Andere Borarsenidverbindungen sind bekannt, wie das Subarsenid B 12 As 2 . Die chemische Synthese von kubischen BAs ist sehr anspruchsvoll und ihre Einkristallformen weisen normalerweise Defekte auf.

Eigenschaften

BAs ist ein kubischer ( Sphalerit ) Halbleiter der III-V- Familie mit einer Gitterkonstante von 0,4777 nm und einer indirekten Bandlücke von 1,82 eV. Kubisches BAs soll sich bei Temperaturen über 920 °C in das Subarsenid B 12 As 2 zersetzen. Borarsenid hat einen Schmelzpunkt von 2076 °C. Die Wärmeleitfähigkeit ist sehr hoch: ca. 1300 W/(m·K) bei 300 K.

Die grundlegenden physikalischen Eigenschaften von kubischen BAs wurden experimentell charakterisiert: Bandlücke (1,82 eV), optischer Brechungsindex (3,29 bei 657 nm), Elastizitätsmodul (326 GPa), Schermodul, Poissonzahl, Wärmeausdehnungskoeffizient (3,85×10- 6 /K) und Wärmekapazität. Es kann mit Galliumarsenid legiert werden , um ternäre und quaternäre Halbleiter herzustellen.

Borsubarsenid

Borarsenid kommt auch als Subarsenide vor, einschließlich des ikosaedrischen Borids B 12 As 2 . Es gehört zur Raumgruppe R 3 m mit einer rhomboedrischen Struktur, die auf Clustern von Boratomen und zweiatomigen As-As-Ketten basiert. Es ist ein Halbleiter mit großer Bandlücke (3,47 eV) mit der außergewöhnlichen Fähigkeit, Strahlenschäden „selbst zu heilen“. Diese Form kann auf Substraten wie Siliziumkarbid gezüchtet werden .

Anwendungen

Borarsenid ist am attraktivsten für den Einsatz im elektronischen Wärmemanagement. Die experimentelle Integration mit Galliumnitrid- Transistoren zur Bildung von GaN-BAs-Heterostrukturen wurde demonstriert und zeigt eine bessere Leistung als die besten GaN- HEMT- Bauelemente auf Siliziumkarbid- oder Diamantsubstraten. Die Herstellung von BAs-Verbundwerkstoffen wurde als hochleitfähige und flexible thermische Grenzflächen entwickelt. Eine andere Verwendung für die Solarzellenherstellung wurde vorgeschlagen, obwohl sie derzeit nicht für diesen Zweck verwendet wird.

First-Principles-Rechnungen haben vorhergesagt, dass die Wärmeleitfähigkeit von kubischen BAs bemerkenswert hoch ist, über 2.200 W/(m·K) bei Raumtemperatur, was mit der von Diamant und Graphit vergleichbar ist. Folgemessungen ergaben aufgrund der hohen Defektdichte nur noch einen Wert von 190 W/(m·K). Neuere First-Principles-Rechnungen mit Vier-Phonon-Streuung sagen eine Wärmeleitfähigkeit von 1400 W/(m·K) voraus. Später wurden fehlerfreie Borarsenid-Kristalle experimentell realisiert und mit einer ultrahohen Wärmeleitfähigkeit von 1300 W/(m·K) gemessen, was mit theoretischen Vorhersagen übereinstimmt. Kristalle mit geringer Defektdichte haben eine Wärmeleitfähigkeit von 900–1000 W/(m·K) gezeigt.

Verweise

Externe Links