نيتريد الألومنيوم

نيتريد الألومنيوم
Aluminium nitride
الأسماء
	أسماء أخرى Aluminium nitride
تمييز
رقم CAS	[24304-00-5]
PubChem	90455
رقم EC	246-140-8
ChEBI	50884
رقم RTECS	BD1055000
SMILES	[Al]#N;
InChI	InChI=1/Al.N/rAlN/c1-2
الخصائص
الصيغة الجزيئية	AlN
كتلة مولية	40.99 g mol-1
المظهر	white to pale-yellow solid
الكثافة	3.260 g/cm3
نقطة الانصهار	2200 °C, 2473 K, 3992 °F
نقطة الغليان
قابلية الذوبان في الماء	hydrolyses (powder), insoluble (monocrystalline)
قابلية الذوبان	insoluble, subject of hydrolysis in water solutions of bases and acids
الفجوة الحزمية	6.015 eV (direct)
حركية الإلكترون	~300 cm2/(V·s)
التوصيل الحراري	285 W/(m·K)
معامل الانكسار (nD)	1.9–2.2
البنية
البنية البلورية	ڤورتسيت
الزمرة الفراغية	C6v4-P63mc
إحداثية	رباعي الأسطح
الكيمياء الحرارية
للتشكل ΔfHo298	318 kJ/mol
entropy So298	20.2 J/mol K
سعة الحرارة النوعية، C	30.1 J/mol K
المخاطر
(معيـَّن النار)
	ما لم يُذكر غير ذلك، البيانات المعطاة للمواد في حالاتهم العيارية (عند 25 °س [77 °ف]، 100 kPa).
	verify (what is ?)
	مراجع الجدول

نيتريد الألمنيوم (AlN) هومركب كيميائي له الصيغة AlN ،قد يكون في حالته النقية على شكل بلورات ذولون أبيض مزرق، تكون لها رائحة الأمونياك في الهواء الرطب. طور الڤورتسيت (w-AlN) هوwide band gap (6.01-6.05 eV عند درجة حرارة الغرفة) مادة شبه موصلة، مما يرشّحها للاستخدام المحتمل في إلكترونيات ضوئية فوق البنفسجية بعمق.

التاريخ

AlN was first synthesized in 1877, but it was not until the middle of the 1980s that its potential for application in microelectronics was realized^[] due to its relatively high thermal conductivity for an electrically insulating ceramic (70–210 W·m⁻¹·K⁻¹ for polycrystalline material, and as high as 285 W·m⁻¹·K⁻¹ for single crystals).

الخواص

يتفاعل نتريد الألمنيوم مع الماء محرراً غاز الأمونياك (النشادر)، بالإضافة إلى تشكل هيدروكسيد الألمنيوم حسب التفاعل

AlN + H₂O → Al(OH)₃ + NH₃

يعد نتريد الألمنيوم من المركبات التي تمتاز بثباتيتها وقساوتها العالية (قساوتهاتسعة على مقياس موس Mohs )
الرابطة الكيميائية في مركب نتريد الألمنيوم ليست شاردية (أيونية) بالكامل، حيث تساهم الرابطة المشهجرة (تكافؤية) في ارتباط هذا المركب.

التحضير

يحضر نتريد الألمنيوم من تمرير غاز النيتروجين الجاف على معدن الألمنيوم عند 800°س

2Al + N₂ → 2AlN

الاستخدامات

Epitaxially grown thin film crystalline aluminium nitride is used for surface acoustic wave sensors (SAWs) deposited on silicon wafers because of AlN's piezoelectric properties. One application is an RF filter which is widely used in mobile phones, which is called a thin film bulk acoustic resonator (FBAR). This is a MEMS device that uses aluminium nitride sandwiched between two metal layers.

Aluminium nitride is also used to build piezoelectric micromachined ultrasound transducers, which emit and receive ultrasound and which can be used for in-air rangefinding over distances of up to a meter.

Metallization methods are available to allow AlN to be used in electronics applications similar to those of alumina and beryllium oxide. AlN nanotubes as inorganic quasi-one-dimensional nanotubes, which are isoelectronic with carbon nanotubes, have been suggested as chemical sensors for toxic gases.

Currently there is much research into developing light-emitting diodes to operate in the ultraviolet using gallium nitride based semiconductors and, using the alloy aluminium gallium nitride, wavelengths as short as 250 nm have been achieved. In May 2006, an inefficient AlN LED emission at 210 nm was reported.

There are also multiple research efforts in industry and academia to use aluminum nitride in piezoelectric MEMS applications. These include resonators, gyroscopes and microphones.

Among the applications of AlN are

opto-electronics,
dielectric layers in optical storage media,
electronic substrates, chip carriers where high thermal conductivity is essential,
military applications,
as a crucible to grow crystals of gallium arsenide,
صناعة الصلب وأشباه الموصلات.
نظراً لخصائصه الفيزيائية المميزة (معامل تمدد حراري صغير، ناقلية حرارية عالية، العزل الكهربائي) يستخدم نتريد الألمنيوم في التقنيات الكهربائية.
يستخدم كوسيلة للصقل.

انظر أيضاً

نيتريد البورون
فوسفيد الألومنيوم
نيتريد الإنديوم
أوكسي نيتريت الألومنيوم

الهامش

^ "Aluminium Nitride". Accuratus. Retrieved 2014-01-01.
^ Feneberg, M.; Leute, R. A. R.; Neuschl, B.; Thonke, K.; Bickermann, M. (2010). Phys. Rev. B. 82 (7): 075208. doi:10.1103/physrevb.82.075208.CS1 maint: untitled periodical (link)
^ Fukumoto, S.; Hookabe, T.; Tsubakino, H. (2010). "Hydrolysis behavior of aluminum nitride in various solutions". J. Mat. Science. 35 (11): 2743–2748. doi:10.1023/A:1004718329003.
^ "AlN - Aluminium Nitride". Ioffe Database. Sankt-Peterburg: FTI im. A. F. Ioffe, RAN. Retrieved 2014-01-01.
^ "Apple, Samsung Cellphone Filter Orders Lift Avago".
^ "ACPF-7001: Agilent Technologies Announces FBAR Filter for U.S. PCS Band Mobile Phones and Data Cards". wirelessZONE. EN-Genius Network Ltd. 2002-05-27. Retrieved 2008-10-18.
^ "A Gestural Interface for Smart Watches".
^ Przybyla, R. (2014). "3D Ultrasonic Gesture Recognition". International Solid State Circuits Conference: 210–211.
^ Ahmadi, A; Hadipour, NL; Kamfiroozi, M; Bagheri, Z (2012). "Theoretical study of aluminium nitride nanotubes for chemical sensing of formaldehyde". Sensors and Actuators B: Chemical. 161 (1): 1025–1029. doi:10.1016/j.snb.2011.12.001.
^ Ahmadi Peyghan, A; Omidvar, A; Hadipour, NL; Bagheri, Z; Kamfiroozi, M (2012). "Can aluminum nitride nanotubes detect the toxic NH3 molecules?". Physica E. 44 (7–8): 1357–1360. doi:10.1016/j.physe.2012.02.018.
^ Y. Taniyasu; et al. (2006). "An Aluminium Nitride Light-Emitting Diode with a Wavelength of 210 Nanometres". Nature. 441 (7091): 325–328. doi:10.1038/nature04760. PMID 16710416.
^ http://www.sand9.com Archived 2011-11-04 at the Wayback Machine.
^ http://www.vespermems.com

وصلات خارجية

Jaime Andrés Pérez Taborda; J.C. Caicedo; M. Grisales; W. Saldarriaga; H. Riascos (2015). "Deposition pressure effect on chemical, morphological and optical properties of binary Al-nitrides". Optics. 69: 92–103. doi:10.1016/j.optlastec.2014.12.009.

الأملاح والمشتقات المكافئة لأيون النيتريد

N												BN					Ne
N												AlN	SiN	PN	SN		Ar
N		ScN	TiN	VN	CrN N			CoN	N	CuN		GaN		As	Se		Kr
N		YN	ZrN	NbN	N	Tc	Ru	Rh	PdN	N	CdN	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
N				TaN	WN	Re	Os	Ir	Pt	Au		TlN	Pb	BiN	Po	At	Rn
Fr	Ra		Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og
		↓
		La	CeN	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	GdN	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
		Ac	Th	Pa	UN	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr