인듐인산화물
Indium phosphide | |
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| 이름 | |
|---|---|
| 기타 이름 인듐(III)인산염 | |
| 식별자 | |
3D 모델(JSmol) | |
| 켐스파이더 | |
| ECHA InfoCard | 100.040.856  |
펍켐 CID | |
| 유니 | |
CompTox 대시보드 (EPA) | |
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| 특성. | |
| 인피 | |
| 어금질량 | 145.792 g/190 |
| 외관 | 블랙 큐빅 크리스털 |
| 밀도 | 4.81 g/cm3, 솔리드 |
| 녹는점 | 1,062 °C(1,944 °F, 1,335 K) |
| 용해성 | 산에[1] 약간 녹는. |
| 밴드 갭 | 1.344 eV(300 K; 직접) |
| 전자 이동성 | 5400 cm2/(V/s)(300 K) |
| 열전도도 | 0.68 W/(cm·K)(300K) |
굴절률(nD) | 3.1 (주) 3.55(632.8nm)[2] |
| 구조 | |
| 아연 혼합물 | |
a = 5.8687 å | |
| 사면체 | |
| 열화학 | |
열 용량 (C) | 45.4 J/(몰·K)[4] |
성 어금니 엔트로피 (S | 59.8 J/(몰·K) |
의 성 엔탈피 대형화 (ΔfH⦵298) | -88.7 kJ/mol |
| 위험 | |
| 산업안전보건(OHS/OSH): | |
주요 위험 | 독성, 가수분해와 인산염 |
| 안전 데이터 시트(SDS) | 외부 MSDS |
| 관련 화합물 | |
기타 음이온 | 질화 인듐 인듐 비소화 인듐 안티모니드 |
기타 양이온 | 알루미늄인산화물 갈륨인산화물 |
관련 화합물 | 인듐갈륨인산화물 알루미늄갈륨인듐인산화물 갈륨인듐인듐비소화방지인산화물 |
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다. | |
 이버라이시  (?) | |
| Infobox 참조 자료 | |
인듐인산화물(Indium phosphide, InP)은 인듐과 인으로 구성된 바이너리 반도체다. 얼굴 중심의 큐빅("zincblende") 크리스털 구조를 가지고 있으며, 이는 GaAs 및 대부분의 III-V 반도체와 동일하다.
제조업
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인듐인산염은 400℃에서 백인과 요오드화[clarification needed] 인듐의 반응으로 [5]또한 고온과 압력에서 정제된 원소를 직접 조합하거나 트릴킬인듐 화합물과 인산염을 혼합하여 열분해하여 제조할 수 있다.[6]
사용하다
INP는 보다 보편적인 반도체 실리콘과 갈륨 비소에 관해서 전자 속도가 우수하기 때문에 고출력 및 고주파 전자제품에[citation needed] 사용된다.
인듐 갈륨 비소와 함께 604GHz에서 작동할 수 있는 유사형성 이질결합 양극 트랜지스터의 기록을 깨는 데 사용됐다.[7]
직접 밴드갭도 있어 레이저 다이오드와 같은 광전자 기기에도 유용하다. 인피네라사는 인듐인산화를 광통신 산업용 광전자 집적회로 제조의 주요 기술 재료로 삼아 파장 분할 멀티플렉싱[8] 어플리케이션이 가능하다.
또한 InP는 상피 인듐 갈륨 비소 기반 광전자 기기의 기질로 사용된다.
적용들
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InP의 적용 분야는 크게 3가지 영역으로 나뉜다. 그것은 기본으로 사용된다.
- 광전자 구성 요소용
- 고속 전자제품의 경우.
- 태양광 발전용
전자파와 적외선 사이의 전자기 스펙트럼에는 아직도 "테라헤르츠"라고 불리는 활용도가 매우 낮지만 기술적으로 흥미로운 영역이 존재한다. 이 범위의 전자파는 고주파 및 광학적 특성을 동시에 보여주는 하이브리드 특성을 가지고 있다. InP 기반 구성요소는 중요한 새로운 용도에 대해 이 스펙트럼 범위를 해제한다.
1.5와 마찬가지로 인듐 인산염 7THz 클럭 속도 센서가 있음인듐 인산염 트랜지스터(2020년)
광전자 응용 프로그램
InP 기반 레이저와 LED는 1200nm에서 최대 12µm까지 매우 광범위한 범위에서 빛을 방출할 수 있다. 이 빛은 디지털 세계의 모든 영역에서 파이버 기반 텔레콤과 데이터콤 애플리케이션에 사용된다. 빛은 또한 감지 응용 프로그램에도 사용된다. 한편으로 분광 어플리케이션도 있는데, 예를 들어 고도로 희석된 기체를 감지하기 위해 물질과 상호작용하기 위해 일정한 파장이 필요하다. 광전자 테라헤르츠는 초감도 분광 분석기, 폴리머의 두께 측정, 자동차 산업의 다층 코팅 검출에 사용된다. 반면에 특정 InP 레이저는 눈이 안전하기 때문에 큰 이점이 있다. 방사선은 사람의 눈의 유리체 내에 흡수되어 망막에 해를 끼칠 수 없다.
텔레콤/데이터콤
인듐인산화물(Indium Phosphide, InP)은 다이렉트 밴드갭 III-V 복합 반도체 소재인 만큼 통신에 일반적으로 사용되는 파장 창(즉, 1550nm 파장)에서 효율적인 레이저, 민감한 광검출기, 변조기를 생산하는 데 사용된다. 약 1510nm에서 1600nm 사이의 파장은 광섬유(약 0.26dB/km)에서 사용 가능한 가장 낮은 감쇠를 가진다. INP는 레이저 신호의 생성과 그러한 신호의 검출 및 전자적 형태로의 변환을 위해 일반적으로 사용되는 물질이다. 웨이퍼 직경의 범위는 2-4인치 입니다.
애플리케이션:
• 최대 5000km까지 장거리 광섬유 연결은 일반적으로 10Tbit/s 이상임
• 메트로 링 액세스 네트워크
• 회사 네트워크 및 데이터 센터
• 집까지 파이버
• 무선 3G, LTE 및 5G 기지국 연결
• 무료 우주 위성 통신
광학 감지
위험물질의 환경보호 및 식별을 위한 분광센싱
• InP의 파장 체계에 기반한 성장장이 감지되고 있다. 가스 분광기의 한 예는 (CO, CO2, NOX [또는 NO + NO2])의 실시간 측정으로 구동 시험 장비다.
• 또 다른 예로는 테라헤르츠 선원이 있는 FT-IR-스펙터미터 PEX가 있다. 테라헤르츠 방사선은 광신호를 테라헤르츠체제로 변환하는 2 InP 레이저와 InP 안테나의 박동 신호에서 생성된다.
• 공항의 안전 애플리케이션이나 암살 시도 후 범죄 현장 조사를 위해 표면에서 폭발성 물질의 흔적을 탐지하는 대기.
• 가스 및 액체(수돗물 포함) 또는 표면 오염의 흔적을 ppb 수준까지 신속하게 확인
• 식품 등의 비파괴적 제품 제어를 위한 분광법(불량 식품의 조기 검출)
• 많은 새로운 응용 분야, 특히 대기 오염 제어 분야에 대한 분광 분석이 오늘날 논의되고 있으며 구현이 진행되고 있다.
자동차 부문과 산업 4.0을 위한 LiDAR 시스템
LiDAR 경기장에서 널리 논의되는 것은 신호의 파장이다. 일부 플레이어는 가용 광학부품을 활용하기 위해 830~940nm 파장을 선택했지만, 기업(블랙모어, 넵텍, 아이에, 루미나르 포함)은 약 100배 높은 레이저 파워를 채용할 수 있어 서비스도 잘 된 1550nm 파장 대역에서 점점 더 긴 파장으로 눈을 돌리고 있다.공공의 안전을 해치는 헛소리 방출 파장이 1.4μm보다 긴 레이저를 흔히 '눈-안전'이라고 부르는데 그 파장 범위의 빛이 눈의 각막, 렌즈, 유리체 등에 강하게 흡수돼 민감한 망막을 손상시킬 수 없기 때문이다.
• LiDAR 기반 센서 기술은 3차원(3D) 영상 기술로 높은 수준의 객체 식별 및 분류 기능을 제공할 수 있다.
• 자동차 산업은 미래에 크고 비싼 기계적인 LiDAR 시스템 대신 칩 기반의 저비용 솔리드 스테이트 LiDAR 센서 기술을 채택할 것이다.
• 첨단 칩 기반 LiDAR 시스템의 경우 InP가 중요한 역할을 하며 자율주행을 가능하게 할 것이다.(보고서: 자동차 라이다를 위한 Burling Growth, Stewart Wills) 더 긴 안구 파장은 또한 먼지, 안개, 비와 같은 실제 세계 상황을 다루는 것이 더 적절하다.
고속전자
오늘날의 반도체 기술은 100GHz 이상의 매우 높은 주파수의 생성과 탐지를 가능하게 한다. 그러한 구성 요소는 무선 고속 데이터 통신(방향 무선), 레이더(비교, 에너지 효율 및 고해상) 및 방사선 감지(예: 날씨 또는 대기 관측용)에서 응용 프로그램을 찾는다.
InP는 또한 초고속 마이크로일렉트로닉스를 실현하기 위해 사용되고 있으며 그러한 반도체 소자는 오늘날 이용 가능한 가장 빠른 장치다. 일반적으로 InP의 마이크로 전자공학은 HEMT(High-Electronic-Mobility Transister) 또는 HBT(Hythetojunction polarical transister)를 기반으로 한다. InP 소재에 기초한 두 트랜지스터의 크기와 부피는 0.1 µm x 10 µm x 1 µm으로 매우 작다. 대표적인 기질 두께는 < 100µm이다. 이러한 트랜지스터는 다음과 같은 용도를 위해 회로와 모듈로 조립된다.
• 보안 검색 시스템: 공항 보안 이미징을 위한 이미징 시스템 및 민간 보안 응용 프로그램용 스캐너
• 무선 통신: 초고속 5G 무선 통신은 성능이 우수해 InP 기술을 탐구한다. 그러한 시스템은 높은 데이터 전송 속도를 지원하기 위해 100 GHz 이상의 주파수에서 작동한다.
• 생물학적 응용: 밀리미터파 및 THZ 분광기는 암 조직 식별, 당뇨병 감지, 사람이 내뿜는 공기를 이용한 의료 진단에 이르기까지 의료 응용 분야에서 비침습적 진단에 이용된다.
• 비파괴 검사: 산업용 애플리케이션은 품질 관리를 위해 스캐닝 시스템을 채택함(예: 자동차 도장 두께 적용 및 항공우주 분야의 복합 재료 결함)
• 로봇공학: 로봇 시력은 기본적으로 밀리미터 파장의 고해상도 영상 레이더 시스템을 기반으로 한다.
• 방사선 감지: 대기의 거의 모든 구성 요소와 오염은 전자레인지 범위에서 특징적인 흡수/배출(지문)을 보여준다. INP는 그러한 물질을 식별하기 위해 소형, 경량 및 모바일 시스템을 제작할 수 있다.
광전 도포
최대 효율이 46%(Press Release, 프라운호퍼 ISE, 1. 2014년 12월)인 광전지는 최적의 밴드갭 조합을 달성하기 위해 InP 기판을 구현해 태양광선을 전기 에너지로 효율적으로 변환한다. 오늘날에는 오직 InP 기판만이 격자 상수를 달성하여 결정질 높은 품질로 필요한 저대역갑 소재를 재배하고 있다. 전 세계의 연구 단체들은 이 재료들의 높은 비용 때문에 대체품을 찾고 있다. 그러나 지금까지 다른 모든 옵션은 재료 품질을 낮추고 따라서 변환 효율을 낮춘다. 추가 연구는 추가 태양 전지의 생산을 위한 템플릿으로 InP 기질을 재사용하는 것에 초점을 맞추고 있다.
또한, 집광 발전 광전지와 공간 응용을 위한 최첨단 고효율 태양전지 (Ga)InP 및 기타 III-V 화합물을 사용하여 필요한 밴드갭 조합을 달성하십시오. Si 태양 전지 같은 다른 기술은 III-V 전지보다 절반의 전력만을 공급하며 나아가 가혹한 우주 환경에서 훨씬 더 강력한 성능 저하를 보여준다. 마지막으로, 시 기반의 태양 전지 또한 III-V 태양 전지보다 훨씬 무겁고 더 많은 양의 우주 파편을 산출한다. 지상 PV 시스템에서도 변환 효율을 크게 높이는 한 가지 방법은 면적의 약 10분의 1만이 고효율 III-V 태양 전지로 덮여 있는 CPV 시스템에서도 유사한 III-V 태양 전지를 사용하는 것이다.
화학
인듐인산염은 아연블렌드 결정 구조를 가진 어떤 화합물에서든 가장 오래 지속되는 광학 포논 중 하나를 가지고 있다.[9][10]
참조
- ^ Lide, David R. (1998), Handbook of Chemistry and Physics (87 ed.), Boca Raton, Florida: CRC Press, pp. 4–61, ISBN 0-8493-0594-2
- ^ Sheng Chao, Tien; Lee, Chung Len; Lei, Tan Fu (1993), "The refractive index of InP and its oxide measured by multiple-angle incident ellipsometry", Journal of Materials Science Letters, 12 (10): 721, doi:10.1007/BF00626698.
- ^ "Basic Parameters of InP".
- ^ Lide, David R. (1998), Handbook of Chemistry and Physics (87 ed.), Boca Raton, Florida: CRC Press, pp. 5–20, ISBN 0-8493-0594-2
- ^ HSDB에서 인듐 인산화물
- ^ INP제조
- ^ 인듐 인산염과 인듐 갈륨 아소산염 도움 600기가헤르츠 속도 장벽 파괴 2005년 4월
- ^ 라이트 여단은 2002년에 레드 헤링에 출현했다. 2011년 6월 7일 웨이백 머신에 보관
- ^ Bouarissa, Nadir (July 2011). "Phonons and related crystal properties in indium phosphide under pressure". Physica B: Condensed Matter. 406 (13): 2583–2587. Bibcode:2011PhyB..406.2583B. doi:10.1016/j.physb.2011.03.073.
- ^ Degheidy, Abdel Razik; Elkenany, Elkenany Brens; Madkour, Mohamed Abdel Kader; Abuali, Ahmed. M. (2018-09-01). "Temperature dependence of phonons and related crystal properties in InAs, InP and InSb zinc-blende binary compounds". Computational Condensed Matter. 16: e00308. doi:10.1016/j.cocom.2018.e00308.
