Фосфид.
Галлий непосредственно взаимодействует с парами фосфора при высоких температурах с образованием фосфида GaP. Наряду с прямым методом синтеза предложены многие косвенные способы, например действие фосфористого водорода при высоких температурах на металл или окись галлия, действие паров фосфора в смеси с водородом, на окись галлия, треххлористого фосфора на галлий и т.д. Для получения мелких монокристаллов и плёнок фосфида пользуются реакциями в газовой фазе, такими как взаимодействие паров фосфора с закисью (ее пары получаются при нагревании смеси галлии с его окисью):
3Ga2O + 2P4 --> 6GaP + P2O3
или моногалогенидами галлия:
6GaCl + P4 --> 4GaP + 2GaCl3
Выращивание монокристаллов методом Чохральского из стехиометрических расплавов производится в автоклавах под давлением инертного газа порядка 60 атм. Для уменьшения испарения рекомендуется покрывать расплав слоем флюса (борного ангидрида). Скорость подъема затравки около 2,5 см/ч, скорость вращения 10 об/мин .
Мелкие монокристаллы фосфида для люминесцентных приборов выращиваются из нестехиометрических расплавов с содержанием около 10 вес. % соединения. Ампулу со смесью такого состава нагревают до 1200 C, выдерживают при этой температуре 1 - 2 ч для полного растворения фосфида, а затем медленно, со скоростью 3 - 10 град/ч равномерно охлаждают до 800 C. После полного охлаждения галлий отфильтровывают и полученные кристаллы кипятят 1 - 3 ч в соляной кислоте .
Для получения эпитаксиальных слоев фосфида галлия чаще всего пользуются транспортной реакцией в токе водорода с содержанием небольшого количества паров воды (обычно ею насыщают при 0 C). Температура источника фосфида галлия 1050 - 1100 C, температура подложки на 20 - 100 C ниже. В этом процессе достигается высокая скорость роста плёнок, но полученные таким путём плёнки содержат повышенные количества кислорода. Когда это недопустимо, используют другие транспортные агенты, например хлористый водород:
2GaP + 2HCl --> 2GaCl + 2P + H2
В этом процессе температура источника 860 С, подложки 600 C; концентрация хлористого иодорода в смеси 2 - 5 об. %.
Для получения плёнок фосфида предложено использовать реакцию галлийорганических соединений с фосфористым водородом. Фосфид галлии образует оранжево-желтые или зеленовато-желтые кристаллы.
Он устойчив на воздухе, плохо растворяется в концентрированных и разбавленных серной и соляной кислотах, но легко растворяется при нагревании в азотной кислоте. С растворами щелочей при нагревании он реагирует с выделением фосфина:
<- 24 ->
2GaP + NaOH + 3H2O --> PH3 + NaGa(OH)4
Смотрите также
Энтальпия образования индивидуальных веществ. Прогнозирование энтальпии образования методом Бенсона
Наилучшее решение
вопросов разработки процессов химической технологии и аппаратуры для их
проведения возможно лишь при наличии надежной информации по физико-химическим и
термодинамическим с ...
Свинцовые аккумуляторы
Кислотные свинцовые
аккумуляторы являются наиболее распространенными
среди вторичных
химических источников тока. Обладая сравнительно высокой
мощностью в сочетании
с надежностью и ...
Химия в решении сырьевой проблемы
В наши дни, когда
человеческое развитие достигло высот, такие проблемы, как экология,
продовольствие, энергия заставляют задуматься о будующем.
Как мне кажется, эта
тема наиболее актуа ...