Арсенид алюминия-галлия

Арсенид алюминия-галлия
Кристаллическая структура AlGaAs типа цинковой обманки. __Ga или Al     __As
Общие
Систематическое наименование	Арсенид алюминия-галлия
Химическая формула	AlxGa1-xAs
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	тёмносерые кристаллы с красноватым отливом
Молярная масса	переменная, зависит от параметра х, 101,9 - 144,64 (GaAs)  г/моль
Плотность	переменная, зависит от х, 3,81 - 5,32 (GaAs) г/см³
Термические свойства
Температура плавления	переменная, зависит от х, 1740 - 1238 (GaAs) °C
Структура
Координационная геометрия	тетраэдральная
Кристаллическая структура	кубическая, типа цинковой обманки
Безопасность
Токсичность	при взаимодействии с водой выделяет арсин

Арсенид алюминия-галлия (иные названия: алюминия галлия арсенид, алюминия-галлия арсенид) — тройное соединение мышьяка с трехвалентными алюминием и галлием, переменного состава, состав выражается химической формулой Al_xGa_1-xAs). Здесь параметр x принимает значения от 0 до 1 и показывает относительное количество атомов алюминия и галлия в соединении. При x=0 формула отвечает арсениду галлия (GaAs), при x=1 — арсениду алюминия (AlAs). Является широкозонным полупроводником, причём ширина запрещенной зоны при 300 К плавно изменяется в зависимости от х от 1,42 эВ у GaAs до 2,16 эВ у AlAs. В диапазоне х от 0 до 0,4 является прямозонным полупроводником. Постоянная решётки этого соединения практически не зависит от параметра х, и, соответственно, совпадает с таковой у GaAs.

В литературе параметр х, где не возникнет двусмысленности, обычно опускается, и формула AlGaAs подразумевает именно это соединение указанного переменного состава.

Кристаллическая структура

Сингония кристалла — кубическая, типа цинковой обманки (сфалерита) с постоянной решётки около 0,565 нм и слабо зависит от параметра х.

Получение

Тонкие плёнки соединения обычно выращивают на подложках методом газофазной эпитаксии из разряжённой смеси газов, например, триметилгаллия, триметилалюминия и арсина, причём параметр х при таком процессе можно регулировать, изменяя концентрации триметилгаллия и триметилалюминия в газе (для упрощения коэффициентов показаны получения соединений с равными количествами атомов Al и Ga):

Ga(CH₃)₃ + Al(CH₃)₃ + 2 AsH₃ → AlGaAs₂ + 6 CH₄.

Также AlGaAs получают методом молекулярно-пучковой эпитаксии:

2 Ga + 2 Al + As₄ → 2 AlGaAs₂.

Применение

AlGaAs применяют в промежуточных слоях порлупроводниковых гетероструктур и служит для вытеснения электронов в слой чистого арсенида галлия. Пример подобных полупроводниковых приборов — фотодатчики, использующие эффект квантовой ямы.

Также AlGaAs может быть использован для создания полупроводниковых лазеров ближнего ИК-диапазона с длиной волны излучения 1,064 мкм.

Токсичность и вредность

С этой точки зрения AlGaAs недостаточно изучен. Известно, что пыль соединения вызывает раздражение кожи, глаз и лёгких. Аспекты охраны труда и производственной гигиены в процессе газовой эпитаксии, при которой используются такие соединения, как триметилгаллий и арсин, изложены в обзоре^[1].

См. также

• Арсенид галлия-индия
• Фосфид галлия-индия
• Арсенид галлия
• Арсенид индия

Примечания

1. ↑ Shenai-Khatkhate, D. V.; Goyette, R. J.; DiCarlo, R. L. Jr.; Dripps, G. (2004). «Environment, Health and Safety Issues for Sources Used in MOVPE Growth of Compound Semiconductors». Journal of Crystal Growth 272 (1–4): 816–821. DOI:10.1016/j.jcrysgro.2004.09.007.

Литература

• Sadao Adachi: Properties of aluminium gallium arsenide. IET, 1993, ISBN 0852965583 (Сведения о книге)

Ссылки

• Al_xGa_1-xAs. Ioffe Database. Sankt-Peterburg: FTI im. A. F. Ioffe, RAN. Архивировано из первоисточника 31 октября 2012.