Platina silicid

Platina silicid
MnP.png
Namn
IUPAC-namn
Platina silicid
Identifierare
3D-modell ( JSmol )
  • InChI=1S/Pt.Si
    Nyckel: XRZCZVQJHOCRCR-UHFFFAOYSA-N
  • [Si].[Pt]
Egenskaper
Pt Si
Molar massa 223,169 g·mol -1
Utseende Ortorhombiska kristaller
Densitet 12,4 g/cm 3
Smältpunkt 1 229 °C (2 244 °F; 1 502 K)
Strukturera
Ortorhombisk
Pnma (nr 62), oP8
a = 0,5577 nm, b = 0,3587 nm, c = 0,5916 nm
4
Faror
Flampunkt Ej brandfarlig
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒  N ( vad är check☒ Y N ?)

Platinasilicid , även känd som platinamonosilicid , är den oorganiska föreningen med formeln PtSi. Det är en halvledare som förvandlas till en supraledare när den kyls ned till 0,8 K.

Struktur och bindning

Kristallstrukturen hos PtSi är ortorombisk, där varje kiselatom har sex angränsande platinaatomer. Avstånden mellan kisel- och platinagrannarna är som följer: en på ett avstånd av 2,41 ångström , två på ett avstånd av 2,43 ångström, en på ett avstånd av 2,52 ångström, och de sista två på ett avstånd av 2,64 ångström. Varje platinaatom har sex kiselgrannar på samma avstånd, såväl som två platinagrannar, på ett avstånd av 2,87 och 2,90 ångström. Alla avstånd över 2,50 ångström anses vara för långt för att verkligen vara inblandade i bindningsinteraktioner av föreningen. Som ett resultat har det visats att två uppsättningar kovalenta bindningar utgör bindningarna som bildar föreningen. Den ena uppsättningen är de tre centrala Pt-Si-Pt-bindningarna, och den andra sätter de två centrala Pt-Si-bindningarna. Varje kiselatom i föreningen har en trecentrumbindning och två centrumbindningar. Den tunnaste filmen av PtSi skulle bestå av två alternerande plan av atomer, ett enda ark av ortorhombiska strukturer. Tjockare skikt bildas genom att stapla par av de alternerande arken. Mekanismen för bindning mellan PtSi är mer lik den för rent kisel än ren platina eller Pt2Si , . även om experiment har avslöjat metallisk bindningskaraktär i PtSi som rent kisel saknar

Syntes

Metoder

PtSi kan syntetiseras på flera sätt. Standardmetoden innebär att en tunn film av ren platina läggs på kiselskivor och värms upp i en konventionell ugn vid 450–600 °C i en halvtimme i inerta omgivningar. Processen kan inte utföras i en syresatt miljö, eftersom detta resulterar i att ett oxidskikt bildas på kislet, vilket förhindrar att PtSi bildas.

En sekundär teknik för syntes kräver en förstoftad platinafilm avsatt på ett kiselsubstrat. På grund av den lätthet med vilken PtSi kan förorenas av syre har flera variationer av metoderna rapporterats. Snabb termisk bearbetning har visat sig öka renheten hos de bildade PtSi-skikten. Lägre temperaturer (200–450 °C) visade sig också vara framgångsrika, högre temperaturer producerar tjockare PtSi-lager, även om temperaturer över 950 °C bildade PtSi med ökad resistivitet på grund av kluster av stora PtSi-korn.

Kinetik

Trots den använda syntesmetoden bildas PtSi på samma sätt. När ren platina först värms upp med kisel bildas Pt 2 Si . När alla tillgängliga Pt och Si har använts och de enda tillgängliga ytorna är Pt2Si PtSi . , kommer siliciden att börja den långsammare reaktionen att omvandlas till Aktiveringsenergin för Pt 2 Si -reaktionen är cirka 1,38 eV, medan den är 1,67 eV för PtSi.

Syre är extremt skadligt för reaktionen, eftersom det binder företrädesvis till Pt, vilket begränsar platserna som är tillgängliga för Pt-Si-bindning och förhindrar silicidbildning. Ett så lågt partialtryck på O 2 vid 10 −7 har visat sig vara tillräckligt för att bromsa silicidens bildning. För att undvika detta problem används inerta omgivningar, såväl som små glödgningskammare för att minimera mängden potentiell kontaminering. Renheten hos metallfilmen är också extremt viktig, och orena förhållanden resulterar i dålig PtSi-syntes.

I vissa fall kan ett oxidskikt vara fördelaktigt. När PtSi används som en Schottky-barriär förhindrar ett oxidskikt slitage av PtSi.

Ansökningar

PtSi är en halvledare och en Schottky-barriär med hög stabilitet och god känslighet, och kan användas i infraröd detektering , värmeavbildning eller ohmska och Schottky-kontakter. Platinasilicid studerades mest och användes mest på 1980- och 90-talen, men har blivit mindre vanligt förekommande på grund av dess låga kvanteffektivitet . PtSi används nu mest i infraröda detektorer , på grund av den stora storleken på våglängder som den kan användas för att detektera. Den har också använts i detektorer för infraröd astronomi . Den kan fungera med god stabilitet upp till 0,05 °C. Platinasilicid erbjuder hög likformighet av avbildade arrayer. Den låga kostnaden och stabiliteten gör den lämpad för förebyggande underhåll och vetenskaplig infraröd avbildning .

Se även