Borarsenid - Boron arsenide
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Identifikatoren | |
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3D-Modell ( JSmol )
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ChemSpider | |
PubChem- CID
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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
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Formeleinheiten ( Z )
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4 |
Verwandte Verbindungen | |
Andere Anionen
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Bornitrid Borphosphid Borantimonid |
Andere Kationen
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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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überprüfen ( was ist ?) | |
Infobox-Referenzen | |
Identifikatoren | |
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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°
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Formeleinheiten ( Z )
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Verwandte Verbindungen | |
Andere Anionen
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Borsuboxid |
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 | |
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
- 2020 Paper von Malica und Dal Corso - Temperaturabhängige elastische Konstanten und thermodynamische Eigenschaften von BAs: Eine Ab-initio-Untersuchung
- Matweb-Daten
- König, RB (1999). Borchemie im Millennium . New York: Anders. ISBN 0-444-72006-5.
- Ownby, PD (1975). "Bestelltes Borarsenid". Zeitschrift der American Ceramic Society . 58 (7–8): 359–360. doi : 10.1111/j.1151-2916.1975.tb11514.x .