Gallium antimony | 50789-88-3

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐 - 稀土金属、钇或钪的氧化物
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 后过渡金属盐
• 英文名称: Gallium antimony
• 英文别名: gallium;antimony
• CAS: 50789-88-3；12064-03-8
• 化学式: GaSb+3
• 分子量: 191.483
• InChiKey: HDDJZDZAJXHQIL-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  710 °C 980 °C (lit.)
• 密度：
  5.619 g/mL at 25 °C 5.62 g/mL at 25 °C (lit.)
• 暴露限值：
  ACGIH: TWA 0.5 mg/m3NIOSH: IDLH 50 mg/m3; TWA 0.5 mg/m3

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.76
• 重原子数：
  2
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  6.1

制备方法与用途

应用

锑化镓（Gallium Antimonide, GaSb）是一种III-V族化合物半导体，属于闪锌矿结构、直接带隙材料，其禁带宽度为0.725eV（300K），晶格常数为0.60959nm。GaSb具有优异的物理化学性能，常被用作衬底材料，应用于8~14μm及大于14μm的红外探测器和激光器。此外，通过掺杂碲（Te）的GaSb还可以制备高光电转换效率的热光伏器件、叠层太阳能电池及微波器件等。

晶体生长

通常从熔体中生长单晶的最常见方法是直拉法（CZ）。然而，对于GaSb材料而言，在单晶生长过程中Sb元素更容易离解挥发，导致熔体内Ga：Sb化学计量比失衡，从而产生位错缺陷，甚至使晶体畸变为多晶。因此，在GaSb单晶生长中，经常采用在普通直拉法坩埚的熔体表面覆盖一层液态覆盖剂的方法来封闭GaSb熔体，控制Sb元素离解挥发，实现稳定生长。这种方法被称为液封直拉法（LEC）。此外，考虑到GaSb在熔点附近的离解压较大，在生长室内充入一定压力的惰性气体可以进一步加强对Sb元素离解挥发的抑制作用。

采用LEC法制备GaSb单晶的优点是设备结构相对简单且可靠性高；单晶炉设有观察窗口，可实时观测晶体生长过程，并及时调整生长参数。然而，使用LEC法也存在一些问题，如单晶炉内空间开放，热对流复杂，晶体生长缺陷受拉制工艺影响较大，多晶料中Sb元素更易挥发等。

生产方法

要制备GaSb单晶，可以采用以下步骤：

1. 将20g镓和34.94g锑放入石墨盘中。
2. 把装有该石墨盘的石英管置于氢气流中，充分置换掉空气后加热至720～730℃，使其化合为GaSb。
3. 从石英管中慢慢取出石墨盘，让熔融状态的GaSb从一端开始固化形成结晶。

若要制备半导体用的GaSb单晶，则所使用的原料盘和石英管均应是高纯度制品，并必要时进行区域熔融提纯。