リン化インジウム
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| 名称 | |
|---|---|
| その他の名称 リン化インジウム(III) | |
| 識別番号 | |
3Dモデル（JSmol） | |
| ChemSpider | |
| ECHA 情報カード | 100.040.856 |
パブリックケム CID | |
| ユニイ | |
CompToxダッシュボード （EPA） | |
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| 性質 | |
| InP | |
| モル質量 | 145.792 g/モル |
| 外観 | 黒色の立方晶系結晶[ 1 ] |
| 密度 | 4.81 g/cm 3、固体[ 1 ] |
| 融点 | 1,062℃ (1,944°F; 1,335 K) [ 1 ] |
| 溶解度 | 酸にわずかに溶ける |
| バンドギャップ | 1.344 eV (300 K;直接) |
| 電子移動度 | 5400 cm 2 /(V·s) (300 K) |
| 熱伝導率 | 0.68 W/(cm·K) (300 K |
屈折率( nD ) | 3.1（赤外線）; 3.55（632.8 nm）[ 2 ] |
| 構造 | |
| 閃亜鉛鉱 | |
a = 5.8687 Å [ 3 ] | |
| 四面体 | |
| 熱化学[ 4 ] | |
熱容量 （℃） | 45.4 J/(mol·K) |
標準モル エントロピー ( S ⦵ 298 ) | 59.8 J/(mol·K) |
標準 生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) | −88.7 kJ/モル |
ギブスの自由エネルギー （Δ f G ⦵） | −77.0 kJ/モル |
| 危険 | |
| 労働安全衛生（OHS/OSH） | |
主な危険 | 有毒、加水分解によりホスフィンに |
| 安全データシート（SDS） | 外部MSDS |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン | 窒化インジウム ヒ化 インジウム アンチモン 化インジウム |
その他の陽イオン | リン化アルミニウム リン化 ガリウム |
関連化合物 | リン化インジウムガリウム、リン化 アルミニウムガリウムインジウム、リン化 ガリウムインジウム、リン化アンチモン |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |
リン化インジウム（InP ）は、インジウムとリンからなる二元半導体です。面心立方（閃亜鉛鉱型）の結晶構造を持ち、 GaAsやほとんどのIII-V族半導体と同一です
製造
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リン化インジウムは、白リンとヨウ化インジウムを400℃で反応させることで製造できる。 [ 5 ]また、精製した元素を高温高圧下で直接組み合わせることによって、あるいはトリアルキルインジウム化合物とホスフィンの混合物を熱分解することによっても製造できる。[ 6 ]
用途
[編集]InPの応用分野は主に3つの領域に分かれています。光電子部品[ 7 ] 、高速エレクトロニクス[ 8 ] 、および太陽光発電[ 9 ]の基盤として使用されています
高速光エレクトロニクス
[編集]InPは、インジウムガリウムヒ素などの他の半導体をベースにしたエピタキシャル光エレクトロニクスデバイスの基板として使用されます。これらのデバイスには、 604GHzで動作可能な擬似格子整合ヘテロ接合バイポーラトランジスタが含まれます。[ 10 ]
InP自体は直接バンドギャップを持っているため、レーザーダイオードや光通信産業用の光集積回路などのオプトエレクトロニクスデバイスに役立ち、波長分割多重化アプリケーションを可能にします。[ 11 ] InPは、より一般的な半導体であるシリコンやガリウムヒ素に比べて電子速度が 優れているため、高出力および高周波電子機器に使用されます。
光通信
[編集]InPは直接バンドギャップIII-V族化合物半導体材料であるため、通信に一般的に使用される波長域、すなわち1550nmの波長において、レーザー、高感度光検出器、および変調器に使用されます。約1510nmから1600nmの間の波長は、光ファイバーで利用可能な最も低い減衰率（約0.2dB/km）を有します。[ 12 ]さらに、InPがサポートするOバンドおよびCバンドの波長は、シングルモード動作を容易にし、モード間分散の影響を低減します
太陽光発電と光センシング
[編集]InPはレーザー光を生成、増幅、制御、検出できる光集積回路に使用できる。[ 13 ]
InPの光センシング用途には以下が含まれる。
- ガス（CO、CO 2、NO X [またはNO + NO 2 ]など）のリアルタイム検出による大気汚染の制御。
- 水道水や表面汚染を含むガスや液体中の毒性物質の痕跡を迅速に検証します。
- 食品などの製品の非破壊検査のための分光法。アイントホーフェン工科大学とMantiSpectraの研究者らは、すでに牛乳への統合型近赤外線分光センサーの応用を実証している。[ 14 ]さらに、この技術はプラスチックや違法薬物にも適用できることが証明されている。[ 15 ]
参考文献
[編集]- ^ a b c ヘインズ、p. 4.66
- ^ Sheng Chao, Tien; Lee, Chung Len; Lei, Tan Fu (1993)、「多角入射エリプソメトリーによるInPおよびその酸化物の屈折率の測定」、Journal of Materials Science Letters、12 (10): 721、doi : 10.1007/BF00626698、S2CID 137171633。
- ^ 「InPの基本パラメータ」ヨッフェ研究所、ロシア。
- ^ ヘインズ、5.23ページ
- ^ HSDBのリン化インジウム。米国国立衛生研究所
- ^ InP製造。米国国立衛生研究所
- ^ 「オプトエレクトロニクスデバイスとコンポーネント – 最新の研究とニュース | Nature」 www.nature.com . 2022年2月22日閲覧。
- ^ 「高速エレクトロニクス」www.semiconductoronline.com . 2022年2月22日閲覧。
- ^ 「太陽光発電」 SEIA 2022年2月22日閲覧。
- ^ リン化インジウムとヒ化インジウムガリウムが600ギガヘルツの速度障壁を突破。Azom誌、2005年4月
- ^ ライト・ブリゲードは2002年にレッド・ヘリング誌に掲載された。2011年6月7日アーカイブ、 Wayback Machine
- ^ ダゴスティーノ、ドメニコ;カルニチェッラ、ジュゼッペ。チミネッリ、カテリーナ。ティス、ピーター。フェルドホーフェン、ペトルス J.アンブロシウス、フーブ。スミット、メイント (2015-09-21)。「亜鉛の局所拡散による一般的な InP 鋳造プロセスにおける低損失の受動導波路」。オプティクスエクスプレス。23 (19): 25143–25157。Bibcode : 2015OExpr..2325143D。土井: 10.1364/OE.23.025143。PMID 26406713。
- ^ Osgood, Richard Jr. (2021).光子集積回路の原理：材料、デバイス物理、導波設計. Xiang Meng. Springer. ISBN 978-3-030-65193-0. OCLC 1252762727 .
- ^ Hakkel, Kaylee D.; Petruzzella, Maurangelo; Ou, Fang; van Klinken, Anne; Pagliano, Francesco; Liu, Tianran; van Veldhoven, Rene PJ; Fiore, Andrea (2022-01-10). 「統合型近赤外スペクトルセンシング」 . Nature Communications . 13 (1): 103. Bibcode : 2022NatCo..13..103H . doi : 10.1038 / s41467-021-27662-1 . PMC 8748443. PMID 35013200
- ^ クラネンブルク、ルーベン F.ああ、ファングさん。セボ、ペタル。ペトルッツェッラ、マウランジェロ。デ・リッダー、レニー。ヴァン・クリンケン、アン。ハッケル、ケイリー D.ヴァン・エルスト、ドン・MJ。ファン・フェルドホーフェン、ルネ。パリアーノ、フランチェスコ。ヴァン・アステン、アリアン・C.フィオーレ、アンドレア (2022-08-01)。「統合された近赤外線スペクトルセンサーを使用した現場での違法薬物検出: 概念実証」。タランタ。245 123441.土井: 10.1016/j.talanta.2022.123441。PMID 35405444。S2CID 247986674。
引用元
[編集]- ヘインズ、ウィリアム・M.編 (2016). CRC化学物理ハンドブック（第97版）. CRC Press . ISBN 9781498754293。
外部リンク
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| その他の名称 リン化インジウム(III) | |
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| ECHA 情報カード | 100.040.856 |
パブリックケム CID |
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| ユニイ |
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CompToxダッシュボード （EPA） |
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| 性質 | |
| InP | |
| モル質量 | 145.792 g/モル |
| 外観 | 黒色立方晶[1] |
| 密度 | 4.81 g/cm 3、固体[1] |
| 融点 | 1,062℃ (1,944°F; 1,335 K) [1] |
| 溶解度 | 酸にわずかに溶ける |
| バンドギャップ | 1.344 eV (300 K;直接) |
| 電子移動度 | 5400 cm 2 /(V·s) (300 K) |
| 熱伝導率 | 0.68 W/(cm·K) (300 K |
屈折率( nD ) | 3.1（赤外線）; 3.55（632.8 nm）[2] |
| 構造 | |
| 閃亜鉛鉱 | |
a = 5.8687 Å [3] | |
| 四面体 | |
| 熱化学[4] | |
熱容量 （℃） | 45.4 J/(mol·K) |
標準モル エントロピー ( S ⦵ 298 ) | 59.8 J/(mol·K) |
標準 生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) | −88.7 kJ/モル |
ギブスの自由エネルギー （Δ f G ⦵） | −77.0 kJ/モル |
| 危険 | |
| 労働安全衛生（OHS/OSH） | |
主な危険 | 有毒、加水分解によりホスフィンに |
| 安全データシート（SDS） | 外部MSDS |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン | 窒化インジウム ヒ化 インジウム アンチモン 化インジウム |
その他の陽イオン | リン化アルミニウム リン化 ガリウム |
関連化合物 | リン化インジウムガリウム、リン化 アルミニウムガリウムインジウム、リン化 ガリウムインジウム、リン化アンチモン |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |
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リン化インジウム（InP ）は、インジウムとリンからなる二元半導体です。面心立方（閃亜鉛鉱型）の結晶構造を持ち、 GaAsやほとんどのIII-V族半導体と同一です
製造
リン化インジウムは、白リンとヨウ化インジウムを400℃で反応させることで製造できる。 [5]また、精製した元素を高温高圧下で直接組み合わせることによって、あるいはトリアルキルインジウム化合物とホスフィンの混合物を熱分解することによっても製造できる。[6]
用途
InPの応用分野は主に3つの分野に分かれています。光電子部品[7] 、高速エレクトロニクス[8] 、および太陽光発電[9]の基盤として使用されています
高速光エレクトロニクス
InPは、インジウムガリウムヒ素などの他の半導体をベースにしたエピタキシャル光エレクトロニクスデバイスの基板として使用されます。これらのデバイスには、 604GHzで動作可能な擬似格子整合ヘテロ接合バイポーラトランジスタが含まれます。[10]
InP自体は直接バンドギャップを持っているため、レーザーダイオードや光通信産業用の光集積回路などのオプトエレクトロニクスデバイスに役立ち、波長分割多重化アプリケーションを可能にします。[11] InPは、より一般的な半導体であるシリコンやガリウムヒ素に比べて電子速度が 優れているため、高出力および高周波電子機器に使用されます。
光通信
InPは直接バンドギャップIII-V族化合物半導体材料であるため、通信で一般的に使用される波長域、すなわち1550nmの波長域において、レーザー、高感度光検出器、変調器などに使用されています。約1510nmから1600nmの波長域は、光ファイバー上で利用可能な減衰が最も低く（約0.2dB/km）、[12]さらに、InPがサポートするOバンドおよびCバンドの波長域はシングルモード動作を容易にし、モード間分散の影響を低減します。
太陽光発電と光センシング
InPはレーザー光を生成、増幅、制御、検出できる光集積回路に使用できます。[13]
InPの光センシング用途には以下が含まれる。
- ガス（CO、CO 2、NO X [またはNO + NO 2 ]など）のリアルタイム検出による大気汚染の制御。
- 水道水や表面汚染を含むガスや液体中の毒性物質の痕跡を迅速に検証します。
- 食品などの製品の非破壊検査のための分光法。アイントホーフェン工科大学とMantiSpectraの研究者らは、既に牛乳への統合型近赤外線分光センサーの応用を実証している。[14]さらに、この技術はプラスチックや違法薬物にも適用できることが実証されている。[15]
参考文献
- ^ abc Haynes、p. 4.66
- ^ Sheng Chao, Tien; Lee, Chung Len; Lei, Tan Fu (1993)、「多角入射エリプソメトリーによるInPおよびその酸化物の屈折率の測定」、Journal of Materials Science Letters、12 (10): 721、doi :10.1007/BF00626698、S2CID 137171633
- ^ 「InPの基本パラメータ」ヨッフェ研究所、ロシア。
- ^ ヘインズ、5.23ページ
- ^ HSDBのリン化インジウム。米国国立衛生研究所
- ^ InP製造。米国国立衛生研究所
- ^ 「オプトエレクトロニクスデバイスとコンポーネント – 最新の研究とニュース | Nature」www.nature.com . 2022年2月22日閲覧。
- ^ 「高速エレクトロニクス」www.semiconductoronline.com . 2022年2月22日閲覧。
- ^ 「太陽光発電」SEIA . 2022年2月22日閲覧。
- ^ リン化インジウムとヒ化インジウムガリウムが600ギガヘルツの速度の壁を破る。Azom誌、2005年4月
- ^ ライト・ブリゲードは2002年にレッド・ヘリング誌に掲載された。2011年6月7日アーカイブ、Wayback Machine
- ^ ダゴスティーノ、ドメニコ;カルニチェッラ、ジュゼッペ。チミネッリ、カテリーナ。ティス、ピーター。フェルドホーフェン、ペトルス J.アンブロシウス、フーブ。スミット、メイント (2015-09-21)。 「亜鉛の局所拡散による一般的な InP 鋳造プロセスにおける低損失の受動導波路」。オプティクスエクスプレス。23 (19): 25143–25157。書誌コード:2015OExpr..2325143D。土井: 10.1364/OE.23.025143。PMID 26406713。
- ^ Osgood, Richard Jr. (2021).光子集積回路の原理：材料、デバイス物理、導波設計. Xiang Meng. Springer. ISBN 978-3-030-65193-0 OCLC 1252762727
- ^ Hakkel, Kaylee D.; Petruzzella, Maurangelo; Ou, Fang; van Klinken, Anne; Pagliano, Francesco; Liu, Tianran; van Veldhoven, Rene PJ; Fiore, Andrea (2022-01-10). 「統合型近赤外スペクトルセンシング」. Nature Communications . 13 (1): 103. Bibcode :2022NatCo..13..103H. doi :10.1038/s41467-021-27662-1 . PMC 8748443. PMID 35013200
- ^ クラネンブルク、ルーベン F.ああ、ファングさん。セボ、ペタル。ペトルッツェッラ、マウランジェロ。デ・リッダー、レニー。ヴァン・クリンケン、アン。ハッケル、ケイリー D.ヴァン・エルスト、ドン・MJ。ファン・フェルドホーフェン、ルネ。パリアーノ、フランチェスコ。ヴァン・アステン、アリアン・C.フィオーレ、アンドレア (2022-08-01)。 「統合された近赤外線スペクトルセンサーを使用した現場での違法薬物検出: 概念実証」。タランタ。245 123441.土井: 10.1016/j.talanta.2022.123441。PMID 35405444。S2CID 247986674 。
引用元
- ヘインズ、ウィリアム・M.編 (2016). CRC化学物理ハンドブック（第97版）. CRC Press . ISBN 9781498754293。
外部リンク
- リン化インジウムの物理的特性に関する詳細なサイト（ヨッフェ研究所）
- InP のバンド構造とキャリア濃度。
- IEEEのInP会議シリーズ
- リン化インジウム：周波数と集積度の限界を超える。Semiconductor TODAY Compounds&AdvancedSilicon • Vol. 1 • Issue 3 • 2006年9月
