Antimonide di bismuto
| Antimonide di bismuto | |||
| Identificazione | |||
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| N o CAS | |||
| N o ECHA | 100.204.020 | ||
| Proprietà chimiche | |||
| Formula bruta | Bi 1 - x Sb x | ||
| Precauzioni | |||
| SGH | |||
  avvertimento H411, H302 + H332, P261, P264, P270, P273, P301 + P312, P304 + P340, P501, H411 : Tossico per gli organismi acquatici con effetti di lunga durata H302 + H332 : Nocivo se ingerito o inalato. P261 : Evitare di respirare la polvere / i fumi / i gas / la nebbia / i vapori / gli aerosol. P264 : Lavare ... accuratamente dopo la manipolazione. P270 : Non mangiare, bere o fumare durante l'utilizzo di questo prodotto. P273 : evitare il rilascio nell'ambiente. P301 + P312 : In caso di ingestione: contattare un CENTRO ANTIVELENI o un medico in caso di malessere. P304 + P340 : Dopo inalazione: trasportare l' infortunato all'aria aperta e mantenerlo a riposo in posizione che favorisca la respirazione. P501 : Smaltire il contenuto / contenitore in ... |
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| Trasporto | |||
1549 : COMPOSTO INORGANICO SOLIDO DI ANTIMONIO, NAS eccetto solfuri e ossidi di antimonio contenenti non più dello 0,5 percento (massa) di arsenico Classe: 6.1 Etichetta: 6.1 : Materie tossiche Confezione: Gruppo di imballaggio III : sostanze a basso pericolo.  |
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| Unità di SI e STP se non diversamente specificato. | |||
L' antimonuro di bismuto è una lega in proporzioni variabili di bismuto e antimonio , di formula chimica Bi 1-x Sb x. Alcuni di essi, in particolare quello di composizione Bi 0.9 Sb 0.1, Tra i primi isolanti topologici dimensionali osservati sperimentalmente, vale a dire che le sue superfici sono conduttive di elettricità mentre è elettricamente isolante nel suo volume. Molte di queste leghe sono anche superconduttori a bassa temperatura, alcune sono semiconduttori e altre possono presentare proprietà termoelettriche .
I cristalli di antimonuro di bismuto vengono coltivati sciogliendo bismuto e antimonio in un'atmosfera inerte o sotto vuoto. Il metodo a zona fusa permette di ridurre la concentrazione di impurità: questo passaggio è fondamentale per ottenere monocristalli perché l' ossidazione indotta dalle impurità porta alla formazione di un policristallo .
Proprietà
Il bismuto puro è un semimetallo . Ha un intervallo di banda stretto , che porta a una conduttività elettrica relativamente elevata ( 7,7 × 10 5 S · m -1 a 20 ° C ). Quando il bismuto viene drogato con antimonio , l'energia della banda di valenza aumenta mentre l'energia della banda di conduzione diminuisce. Si trovano a circa il 4% di antimonio, che definisce il punto di Dirac. Un livello più alto di antimonio nella lega porta ad un'inversione delle bande, con un'energia della banda di valenza maggiore dell'energia della banda di conduzione per certi particolari quasi-momenti . Le fasce smettono di tagliare a un livello di antimonio compreso tra il 7 e il 22% e il materiale è un isolante a fascia inversa. È a queste alte concentrazioni che il band gap scompare nelle finiture superficiali, rendendo conduttiva la superficie del materiale mentre è altrimenti isolante.
Superconduttore
La temperatura critica T c alla quale uno strato sottile di Bi 0.4 Sb 0.6di 15 a 135 nm di spessore è superconduttore è circa 2 K . Il campo magnetico critico B c di un singolo cristallo di Bi 0.935 Sb 0.065a 4.2 K è 1,6 T .
Semiconduttore
La mobilità elettronica di Bi 1– x Sb xa 40 K varia da 490.000 a 240.000 cm 2 · V -1 · s -1 quando il tasso x di antimonio varia da 0 a 0,072, che è molto superiore alle mobilità osservati nella maggior semiconduttori comuni: in silicio , la mobilità è quindi 1 400 cm 2 · V -1 · s -1 a temperatura ambiente. Al contrario , la massa effettiva degli elettroni in Bi 1– x Sb xvaria da 0,002 a 0,0009 volte la massa dell'elettrone a riposo quando la velocità x dell'antimonio varia da 0,11 a 0,06, che è molto inferiore alla massa effettiva osservata nei semiconduttori più comuni, dove è tipicamente 1,09 per il silicio a 300 K , 0,55 in germanio e 0,067 in arseniuro di gallio . Una massa efficace bassa è favorevole per le applicazioni termofotovoltaiche .
Proprietà termoelettriche
Antimonides bismuto vengono utilizzati per la n- tipo di parte di molti termoelettrici componenti operanti sotto della temperatura ambiente. La cifra di merito termoelettrica z T corrisponde al rapporto tra l'energia fornita dal materiale da un lato e il calore assorbito dal componente dall'altro. È uguale a σS 2 T / λ dove σ rappresenta la conduttività elettrica , S il coefficiente di Seebeck , T la temperatura e λ la conduttività termica , e ha un picco a 6,5 × 10 −3 K -1 a 80 K per x = 0,15 . Il coefficiente di Seebeck di Bi 0.9 Sb 0.1a 80 K è uguale a −140 µV · K -1 , che è sensibilmente inferiore a quello del bismuto puro, che è uguale a −50 µV · K -1 .
Note e riferimenti
- Sigma-Aldrich foglio del composto Bismuto polvere antimonide, -80 maglia, 99,9% base oligometalli , letta 31 March, 2018.
- " Bismuth antimonide compound sheet , 99,99% " , su Alfa Aesar (accesso 31 marzo 2018 ) .
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