Силицид платины - Platinum silicide

Силицид платины
MnP.png
Имена
Название ИЮПАК
Силицид платины
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
  • InChI = 1S / Pt.Si
    Ключ: XRZCZVQJHOCRCR-UHFFFAOYSA-N
  • [Si]. [Pt]
Характеристики
PtSi
Молярная масса 223,17 г / моль
Появление Орторомбические кристаллы
Плотность 12,4 г / см 3
Температура плавления 1229 ° С (2244 ° F, 1502 К)
Состав
Орторомбический
ПНМА (№ 62), ОП8
a  = 0,5577 нм, b  = 0,3587 нм, c  = 0,5916 нм
4
Опасности
точка возгорания Не воспламеняется
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Силицид платины , также известный как моносилицид платины , представляет собой неорганическое соединение с формулой PtSi. Это полупроводник, который превращается в сверхпроводник при охлаждении до 0,8 К.

Структура и склеивание

Кристаллическая структура PtSi является ромбической, каждый атом кремния имеет шесть соседних атомов платины. Расстояния между кремнием и соседями платины следующие: один на расстоянии 2,41 Ангстрема, два на расстоянии 2,43 Ангстрема, один на расстоянии 2,52 Ангстрема и последние два на расстоянии 2,64 Ангстрема. У каждого атома платины есть шесть соседей кремния на одинаковых расстояниях, а также два соседа платины на расстоянии 2,87 и 2,90 ангстрем. Все расстояния более 2,50 ангстрем считаются слишком большими, чтобы действительно участвовать в связывающих взаимодействиях соединения. В результате было показано, что два набора ковалентных связей составляют связи, образующие соединение. Один набор представляет собой трехцентровую связь Pt-Si-Pt, а другой - две центральные связи Pt-Si. Каждый атом кремния в соединении имеет одну трехцентровую связь и две центральные связи. Самая тонкая пленка PtSi будет состоять из двух чередующихся плоскостей атомов, одного листа ромбических структур. Более толстые слои формируются путем наложения пар чередующихся листов. Механизм связи между PtSi больше похож на механизм чистого кремния, чем на чистую платину или Pt2Si, хотя эксперименты показали металлический характер связи в PtSi, которого нет в чистом кремнии.

Синтез

Методы

PtSi можно синтезировать несколькими способами. Стандартный метод включает нанесение тонкой пленки чистой платины на кремниевые пластины и нагревание в обычной печи при 450–600 ° C в течение получаса в инертной среде. Процесс нельзя проводить в насыщенной кислородом среде, так как это приводит к образованию оксидного слоя на кремнии, предотвращающему образование PtSi. Вторичный метод синтеза требует напыленной пленки платины, нанесенной на кремниевую подложку. Из-за того, что PtSi может легко загрязняться кислородом, было сообщено о нескольких вариантах методов. Было показано, что быстрая термическая обработка увеличивает чистоту сформированных слоев PtSi. Более низкие температуры (200–450 ° C) также оказались успешными, более высокие температуры дают более толстые слои PtSi, хотя при температурах, превышающих 950 ° C, образуется PtSi с повышенным сопротивлением из-за скоплений крупных зерен PtSi.

Кинетика

Несмотря на используемый метод синтеза, PtSi образуется таким же образом. Когда чистая платина сначала нагревается с кремнием, образуется Pt2Si. Как только все доступные Pt и Si будут использованы и единственными доступными поверхностями будут Pt2Si, силицид начнет более медленную реакцию превращения в PtSi. Энергия активации реакции Pt2Si составляет около 1,38 эВ, а для PtSi - 1,67 эВ.

Кислород чрезвычайно вреден для реакции, так как он будет связываться предпочтительно с Pt, ограничивая участки, доступные для связывания Pt-Si, и предотвращая образование силицида. Было обнаружено, что парциальное давление O 2, равное 10 -7 , является достаточным для замедления образования силицида. Чтобы избежать этой проблемы, используются инертные окружающие среды, а также небольшие камеры для отжига, чтобы свести к минимуму возможное загрязнение. Чистота металлической пленки также чрезвычайно важна, а нечистые условия приводят к плохому синтезу PtSi.

В некоторых случаях может быть полезен оксидный слой. Когда PtSi используется в качестве барьера Шоттки , оксидный слой предотвращает износ PtSi.

Приложения

PtSi - это полупроводник и барьер Шоттки с высокой стабильностью и хорошей чувствительностью, который может использоваться в инфракрасном обнаружении, тепловизионном изображении или омических контактах и ​​контактах Шоттки. Силицид платины наиболее широко изучался и использовался в 1980-х и 90-х годах, но стал менее широко использоваться из-за его низкой квантовой эффективности. PtSi в настоящее время чаще всего используется в инфракрасных детекторах из-за большого размера длин волн, которые он может использоваться для обнаружения. Он также использовался в детекторах для инфракрасной астрономии. Он может работать с хорошей стабильностью до 0,05 ° C. Силицид платины обеспечивает высокую однородность изображений массивов. Низкая стоимость и стабильность делают его подходящим для профилактического обслуживания и научной инфракрасной визуализации.

Смотрите также

использованная литература