磷化鎵
物理性質
性狀:黃色到黃綠色的立方結晶。
密度(g/mL,25℃):4.13
熔點(oC):1465
閃點(oC):110
溶解性:難溶于稀、濃鹽酸、硝酸。
作用與用途
常溫常壓下穩定。難溶于稀、濃鹽酸、硝酸。是半導體。防止包裝容器破裂。失火時,可用水、砂土、各種滅火器進行撲救。
本品屬微毒
性質與穩定性
用于太陽能電池轉換率高的InGaAsP/InP等半導體中。發光二極管大量用于控制燈、顯示儀表或面發光元件等,發光二極管所用磷化物半導體有GaP、GaAsP等。紅色發光二極管使用GaP或GaAsP等。黃、橙色發光二極管以GaAsP為主體。
合成方法
目前主要用高壓單晶爐液體密封技術和外延方法制備磷化鎵晶體。
圖XIII-19 用溶質擴散法制造GaP的裝置與溫度分布
液體密封直拉法
采用高壓單晶爐,將多晶磷化鎵加入單晶爐的合金石英坩堝中,再經抽真空、熔化,在充以5.5 Mpa氬氣壓下,用三氧化二硼液封拉晶。因磷化鎵分解壓力很大,在典型生長條件下,有一定量的磷溢出并與三氧化二硼作用,使三氧化二硼透明性變差,并有部分冷凝在觀察孔上妨礙觀察,為此可用X射線掃描及稱量法等來控制晶體直徑,制得磷化鎵單晶成品。
合成溶質擴散法(SSD法)
將鎵放入石英坩堝中,鎵源溫度在1100~1150℃之間,坩堝底部放磷化鎵籽晶處溫度為1000~1050℃,磷源溫度為420℃,這時產生約0.1 Mpa磷蒸氣壓,在1150℃磷化鎵的離解壓為0.67Pa,所以在0.1 Mpa磷蒸氣壓下,磷化鎵可以穩定生長。開始時,磷蒸氣與處在高溫的鎵表面反應生成磷化鎵膜。此磷化鎵溶于下面的鎵液中并向坩堝底部擴散,由于坩堝底部溫度較低,當磷化鎵超過溶解度時,就會析出晶體,如磷源足夠,最后會將鎵液全部變成磷化鎵晶體。
磷化鎵外延生長
用上述方法制備的單晶主要用來作襯底。用液、氣相外延方法能用來制備薄膜單晶。
磷化鎵液相外延方法主要有浸漬法、轉動法和滑動舟法。目前采用較多的是滑動舟法。氣相外延主要有:Ga-PCI3-H2;GaHCl-PH3-H2;GaP-H2O(HCl)-H2系統和MOCVD法(金屬有機熱分解氣相生長法)。
最近采用InP與InP;aAsP多層結構半導體開發了具有光增幅、光演算、光記憶等功能的元件。
2.按圖所示,將鎵和磷在真空中封入管圖用溶質擴散法制造GaP的裝置與溫度分布內,在鎵上形成溫度梯度。鎵的上面溫度TH為1065~1330℃,溫度梯度為7~46K/cm。坩堝底部溫度(TL)低于TH,當磷蒸氣壓為101.325kPa時,加熱數日,則GaP在Ga中擴散,于器底析出,全部為結晶塊。這時,GaP的成長速度1日為0.8~7.0mm。上述是封閉管法,在連續操作系統中,也有類似的制塊方法。
3.用氬氣流向保持在1150~1350℃的鎵上輸送氣態磷,或用氫氣流向保持在1130℃的氮化硼盤或石英盤中的鎵上輸送磷化氫都可以制得GaP。而后面的反應系統(1130℃),由于可以高精度地除去各種雜質,所以可得到高純度的GaP。
4.用氫氣向保持在1000℃的Ga2O3上輸送磷蒸氣,可制得產率接近100%的GaP。
5.將GaPO4在750~1050℃用氫或一氧化碳還原制取。
貯存方法
應貯存在陰涼、通風、干燥、清潔庫房內,容器必須密封
毒理學數據
1. 急性毒性:小鼠口服LD50:8gm/kg
主要的刺激性影響:
在皮膚上面:刺激皮膚和粘膜
在眼睛上面:刺激的影響
致敏作用:沒有已知的敏化現象
生態學數據
通常對水是不危害的,若無政府許可,勿將材料排入周圍環境.
計算化學數據
1、 氫鍵供體數量:0
2、 氫鍵受體數量:0
3、 可旋轉化學鍵數量:0
4、 拓撲分子極性表面積(TPSA):0
5、 重原子數量:2
6、 表面電荷:0
7、 復雜度:10
8、 同位素原子數量:0
9、 確定原子立構中心數量: 0
10、 不確定原子立構中心數量:0
11、 確定化學鍵立構中心數量:0
12、 不確定化學鍵立構中心數量:0
13、 共價鍵單元數量:1
安全信息
危險品標志: 刺激
安全標識:S26
危險標識:R36/37
分子結構數據
1、 摩爾折射率:85.35
2、 摩爾體積(m3/mol):319.0
3、 等張比容(90.2K):756.5
4、 表面張力(dyne/cm):31.6
5、 極化率(10-24cm3):33.83