Odpre glavni meni
Aluminijev nitrid[1]
Uprašen aluminijev nitrid
Wurtzite polyhedra.png
Identifikatorji
Številka CAS 24304-00-5
PubChem 90455
EINECS število 246-140-8
ChEBI 50884
RTECS število BD1055000
SMILES
InChI
ChemSpider 81668
Lastnosti
Molekulska formula AlN
Molekulska masa 40,9882 g/mol
Videz bela do bledo rumena trdnina
Gostota 3,260 g/cm3
Tališče

2200 °C, 2473 K, 3992 °F

Vrelišče

2517 °C, 2790 K, 4563 °F (razpada)

Topnost (voda) uprašen z vodo raegira, monokristaliničen je netopen
Topnost z etanolom reagira
Prepovedani pas 6,015 eV [2]
Mobilnost elektronov ~300 cm2/(V·s)
Toplotna prevodnost 285 W/(m·K)
Lomni količnik (nD) 1,9 – 2,2
Struktura
Kristalna struktura heksagonalna
Prostorska skupina C6v4-P63mc
Koordinacijska
geometrija
tetraedrična
Termokemija
Standardna tvorbena
entalpija
ΔfHo298
318 kJ/mol
Standardna molarna
entropija
So298
20,2 J/mol K
Specifična toplota, C 30,1 J/mol K
Nevarnosti
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
1
0
 
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za
material v standardnem stanju (pri 25 °C, 100 kPa)

Aluminijev nitrid je spojina aluminija in dušika s formulo AlN. Njegova vurcitna faza (v-AlN) je polprevodnik s širokim prepovedanim pasom, pri sobni temperaturi 6,01-6,05 eV, in možno uporabnostjo v daljnji ultravijolični optični elektroniki.

ZgodovinaUredi

Aluminijev nitrid so prvič sintetizirali leta 1877. Njegovo uporabnost v mikroelektroniki zaradi relativno visoke toplotne prevodnosti za električno izolacijsko keramiko so odkrili šele v 1980. letih. Toplotna prevodnost polikristaliničnega nitrida je 70–210 W•m−1•K−1, posameznih kristalov pa celo 285 W•m−1•K−1. [3]

Kemijske lastnostiUredi

Aluminijev nitrid je v inertni atmosferi stabilen tudi pri visokih temperaturah in se pri 2800 °C raztali. V vakuumu pri ~1800 °C razpade. Na zraku začne pri 700 °C na površini oksidirati. 5-10 nm debel površinski sloj oksidov lahko nastane že pri sobni temperaturi in ščiti snov pred nadaljnjo oksidacijo do temperature 1370 °C. Nad to temperaturo se začne splošna oksidacija. V atmosferi vodika ali ogljikovega dioksida je obstojen do 980 °C.[4]

V anorganskih kislinah se počasi raztaplja, najprej na mejnih ploskev med zrni, v močnih alkalijah pa se raztapljajo zrna nitrida. V vodi počasi hidrolizira. Odporen je na taline večine soli, vključno s kloridi in kriolitom.

ProizvodnjaUredi

AlN se proizvaja z redukcijo aluminijevega oksida z ogljikom pri visoki temperaturi ali z neposrednim nitriranjem aluminija. Z dodatki za sintranje, kakršna sta Y2O3 ali CaO, in vročim stiskanjem nastane gost, tehnično uporaben material.

UporabaUredi

Aluminijev nitrid se uporablja predvsem v

  • optični elektroniki
  • dielektričnih slojih v optičnih medijih za shranjevanje podatkov
  • elektronskih substratih in nosilcih čipov, kjer je bistvena visoka toplotna prevodnost
  • vojaških aplikacijah
  • talilnih lončkih za rast kristalov galijevega arzenida
  • proizvodnji jekla in polprevodnikov

SkliciUredi

  1. "Aluminium Nitride". Accuratus. Pridobljeno dne 1. januarja 2014. 
  2. Feneberg, M.; Leute, R. A. R.; Neuschl, B.; Thonke, K.; Bickermann, M. (2010). "High-excitation and high-resolution photoluminescence spectra of bulk AlN". Phys. Rev. B 82: 075208. doi:10.1103/physrevb.82.075208. 
  3. AlN - Aluminium Nitride. Ioffe Database. Sankt-Peterburg: FTI im. A. F. Ioffe, RAN. Pridobljeno 1. januarja 2014.
  4. L. I. Berger (1997). Semiconductor Materials. CRC Press. str. 123–124. ISBN 0-8493-8912-7. Pridobljeno 1. januarja 2014.