أكسيد الإنديوم (III)

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

أكسيد الإنديوم (III ) ( In2O3 ) هو مركب كيميائي ، وهو أكسيد مذبذب للإنديوم .

الخصائص الفيزيائية

البنية البلورية

أكسيد الإنديوم غير المتبلور غير قابل للذوبان في الماء ولكنه قابل للذوبان في الأحماض، بينما أكسيد الإنديوم المتبلور غير قابل للذوبان في كليهما. يوجد الشكل البلوري في طورين: المكعب ( من نوع بيكسبيت ) [ 1 ] والمعيني ( من نوع الكوروندوم ). يمتلك كلا الطورين فجوة طاقة تبلغ حوالي 3 إلكترون فولت. [ 3 ] [ 4 ] ترد معلمات الطور المكعب في صندوق المعلومات.

تُنتَج المرحلة المعينية عند درجات حرارة وضغوط عالية أو عند استخدام طرق النمو غير المتوازنة. [ 5 ] ولها زمرة فراغية R3c رقم 167، ورمز بيرسون hR30، و a = 0.5487  نانومتر، و b = 0.5487  نانومتر، و c = 1.4510  نانومتر، و Z = 6، وكثافة محسوبة 7.31 غ/ سم³ . [ 6 ]

الموصلية والمغناطيسية

تُعدّ الأغشية الرقيقة من أكسيد الإنديوم المُطعّم بالكروم (In₂₋ₓCrₓO₃ ) شبه موصل مغناطيسي يُظهر مغناطيسية حديدية عند درجات حرارة عالية ، وبنية بلورية أحادية الطور ، وسلوك شبه موصل مع تركيز عالٍ لحاملات الشحنة . ولها تطبيقات محتملة في الإلكترونيات الدورانية كمادة لحاقنات الدوران. [ 7 ]

تتميز الأغشية الرقيقة متعددة البلورات من أكسيد الإنديوم المُطعّم بأيونات الزنك (Zn²⁺ ) بموصلية عالية (موصلية ~10⁵ سيمنز /متر) بل وتُصبح فائقة التوصيل عند درجات حرارة الهيليوم السائل . وتعتمد درجة حرارة الانتقال إلى حالة التوصيل الفائق (Tc ) على نسبة التطعيم وبنية الغشاء، وهي أقل من 3.3 كلفن. [ 8 ]

توليف

يمكن تحضير عينات كبيرة الحجم بتسخين هيدروكسيد الإنديوم (III) أو نتراته أو كربوناته أو كبريته. [ 9 ] ويمكن تحضير أغشية رقيقة من أكسيد الإنديوم عن طريق رش أهداف الإنديوم في جو من الأرجون / الأكسجين . ويمكن استخدامها كحواجز انتشار (" معادن حاجزية ") في أشباه الموصلات ، على سبيل المثال لمنع الانتشار بين الألومنيوم والسيليكون . [ 10 ]

يمكن تصنيع الأسلاك النانوية أحادية البلورة من أكسيد الإنديوم باستخدام تقنية الاستئصال بالليزر، مما يسمح بالتحكم الدقيق في القطر حتى 10  نانومتر. وقد صُنعت ترانزستورات تأثير المجال من هذه الأسلاك. [ 11 ] يمكن استخدام أسلاك أكسيد الإنديوم النانوية كمستشعرات حساسة ودقيقة لبروتينات الأكسدة والاختزال . [ 12 ] تُعد طريقة سول -جل طريقة أخرى لتحضير الأسلاك النانوية.

يمكن استخدام أكسيد الإنديوم كمادة شبه موصلة ، حيث يشكل وصلات غير متجانسة مع مواد أخرى مثل p - InP و n - GaAs و n- Si وغيرها. ويمكن ترسيب طبقة من أكسيد الإنديوم على ركيزة من السيليكون باستخدام محلول ثلاثي كلوريد الإنديوم ، وهي طريقة مفيدة في تصنيع الخلايا الشمسية . [ 13 ]

ردود الفعل

عند تسخين  أكسيد الإنديوم (III) إلى 700 درجة مئوية، يتكون In₂O (يُسمى أكسيد الإنديوم (I) أو أكسيد الإنديوم الفرعي)،  ويتحلل عند 2000 درجة مئوية. [ 9 ] وهو قابل للذوبان في الأحماض ولكنه غير قابل للذوبان في القلويات. [ 9 ] ويتكون نتريد الإنديوم عند تفاعله مع الأمونيا في درجات حرارة عالية . [ 14 ]

In 2 O 3 + 2 NH 3 → 2 InN + 3 H 2 O

تم تحضير المركب K₅InO₄ الذي يحتوي على أيونات InO₄⁵⁻ رباعية السطوح باستخدام أكسيد البوتاسيوم (K₂O) ومعدن الإنديوم . [ 15 ] ويؤدي تفاعله مع مجموعة من أكاسيد المعادن الثلاثية إلى إنتاج البيروفسكايت [ 16 ] على سبيل المثال:

In₂O₃ + Cr₂O₃ → 2InCrO₃​​​​​​

التطبيقات

يُستخدم أكسيد الإنديوم في بعض أنواع البطاريات، وفي عاكسات الأشعة تحت الحمراء الرقيقة الشفافة للضوء المرئي ( المرايا العاكسة للحرارة )، وفي بعض الطلاءات البصرية ، وبعض الطلاءات المضادة للكهرباء الساكنة . وعند دمجه مع ثاني أكسيد القصدير ، يُشكّل أكسيد الإنديوم والقصدير (يُسمى أيضًا أكسيد الإنديوم المُطعّم بالقصدير أو ITO)، وهي مادة تُستخدم في الطلاءات الموصلة الشفافة.

في أشباه الموصلات، يمكن استخدام أكسيد الإنديوم كشبه موصل من النوع n يستخدم كعنصر مقاوم في الدوائر المتكاملة . [ 17 ]

في علم الأنسجة ، يُستخدم أكسيد الإنديوم كجزء من بعض تركيبات الصبغة .

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 مارزيو، م. ( 1966). "تحسين البنية البلورية لـ In2O3 عند طولين موجيين". أكتا كريستالوغرافيكا . 20 (6): 723-728 . Bibcode : 1966AcCry..20..723M . doi : 10.1107/S0365110X66001749 .
  2. ↑ "أكسيد الإنديوم" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov .
  3. ↑ والش، أ. وآخرون ( 2008 ). "طبيعة فجوة النطاق في In₂O₃ كما كشفت عنها حسابات المبادئ الأولى وطيف الأشعة السينية" (ملف PDF) . مجلة Physical Review Letters . 100 (16) 167402. Bibcode : 2008PhRvL.100p7402W . doi : 10.1103/PhysRevLett.100.167402 . PMID 18518246. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 15 ديسمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 نوفمبر 2016 .  
  4. ↑ كينغ، بي دي سي؛ فوكس، إف؛ وآخرون (2009). "فجوة النطاق، والبنية الإلكترونية، وتراكم الإلكترونات السطحية في In₂O₃ المكعب والمعيني " ( ملف PDF ) . مجلة Physical Review B. 79 ( 20) 205211. Bibcode : 2009PhRvB..79t5211K . doi : 10.1103/PhysRevB.79.205211 . S2CID 53118924. مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 31 ديسمبر 2019.  
  5. ↑ جمعية المعادن والمواد (TMS)؛ جمعية المعادن والمواد (TMS) (6 أبريل 2011). الاجتماع والمعرض السنوي الـ 140 لجمعية المعادن والمواد 2011، مختارات من الأوراق العامة . جون وايلي وأولاده. ص 51 وما بعدها. ISBN  978-1-118-06215-9تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 سبتمبر 2011 .
  6. ↑ برويت، تشارلز ت.؛ شانون، روبرت د.؛ روجرز، دونالد بيرل؛ سليت، آرثر و. (1969). "انتقال أكسيد الأرض النادرة-الكوروندوم والكيمياء البلورية للأكاسيد ذات بنية الكوروندوم". الكيمياء اللاعضوية . 8 (9): 1985-1993 . doi : 10.1021/ic50079a033 .
  7. ↑ "مادة جديدة تضفي لمستها الخاصة على الإلكترونيات" . الأجهزة والتكنولوجيا الطبية الحيوية . 40 (4): 267. 2006. doi : 10.2345/i0899-8205-40-4-267.1 .
  8. ^ ماكيز، كازوماسا؛ كوكوبو، نوبوهيتو؛ تاكادا، ساتوشي؛ ياماغوتي، تاكاشي؛ أوجورا، سيونسكي؛ يامادا، كازوماسا؛ شينوزاكي، بونجيو؛ يانو، كوكي؛ وآخرون . (2008). "الموصلية الفائقة في الأغشية الشفافة المطلية بالزنك في أغشية 2O3 ذات كثافة حاملة منخفضة" . علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة . 9 (4) 044208. بيب كود : 2008STAdM...9d4208M . دوى : 10.1088/1468-6996/9/4/044208 . بمك 5099639 . بميد 27878025 .   
  9. 1 2 3 داونز، أنتوني جون (1993). كيمياء الألومنيوم والغاليوم والإنديوم والثاليوم . سبرينغر. ISBN 0-7514-0103-X.
  10. ↑ كولاوا، إي. وجارلاند، سي. وتران، إل. ونييه، سي دبليو ومولاريوس، جيه إم وفليك، دبليو. ونيكوليت، إم-إيه. ووي، جيه. (1988). "حواجز انتشار أكسيد الإنديوم لطبقات التمعدن من الألومنيوم/السيليكون" . رسائل الفيزياء التطبيقية . 53 (26): 2644-2646 . Bibcode : 1988ApPhL..53.2644K . doi : 10.1063/1.100541 .{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  11. ↑ لي، سي؛ تشانغ، دي؛ هان، إس؛ ليو، إكس؛ تانغ، تي؛ لي، بي؛ ليو، زد؛ تشو، سي (2003). "تخليق وخواص إلكترونية وتطبيقات أسلاك أكسيد الإنديوم النانوية". حوليات أكاديمية نيويورك للعلوم . 1006 (1): 104-21 . Bibcode : 2003NYASA1006..104L . doi : 10.1196/annals.1292.007 . PMID 14976013. S2CID 5176429 .  
  12. ↑ "تطبيق أسلاك أكسيد الإنديوم النانوية كمستشعرات بروتينية حساسة ومحددة للأكسدة والاختزال" . معهد فورسايت لتقنية النانو. مؤرشف من الأصل بتاريخ 8 أغسطس 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2008 .
  13. ↑ فينغ، توم وغوش، أمل ك. (1984) "طريقة لتشكيل خلايا شمسية ذات وصلة غير متجانسة من أكسيد الإنديوم/سيليكون من النوع n" براءة اختراع أمريكية رقم 4,436,765
  14. ↑ ويبرغ، إيغون وهوليمان، أرنولد فريدريك (2001) الكيمياء غير العضوية ، إلسيفير ISBN 0123526515
  15. ^ لولي، م. هوبي، ر. (1994). "Über "Orthoindate" der Alkalimetalle: Zur Kenntnis von K 5 [InO 4 ]". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 620 (2): 210-224 . دوى : 10.1002/zaac.19946200205 .
  16. ↑ شانون، روبرت د. (1967). "تخليق بعض البيروفسكايت الجديدة المحتوية على الإنديوم والثاليوم". الكيمياء اللاعضوية . 6 (8): 1474-1478 . doi : 10.1021/ic50054a009 . ISSN 0020-1669 . 
  17. ↑ "In2O3 ( أكسيد الإنديوم)" . CeramicMaterials.info. مؤرشف من الأصل بتاريخ 30-06-2008 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29-10-2008 .