enllaç=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Sphalerite-unit-cell-3D-balls.png|miniatura|Boles 3D de cèl·lules unitàries d'esfalerita L'antimoniur d'indi (InSb) és un compost cristal·lí fet dels elements indi (In) i antimoni (Sb). És un material semiconductor de bretxa estreta del grup III - V que s'utilitza en detectors d'infrarojos, incloent-hi càmeres d'imatges tèrmiques, sistemes FLIR, sistemes de guia de míssils localitzadors per infrarojos i en astronomia infraroja. Els detectors d'antimonur d'indi són sensibles a les longituds d'ona infraroges entre 1 i 5 μm. enllaç=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Indium%20antimonide.jpg|miniatura|Antimoniur d'indi InSb, material semiconductor L'antimoniur d'indi era un detector molt comú en els antics sistemes d'imatges tèrmiques d'escaneig mecànic d'un sol detector. Una altra aplicació és com a font de radiació de terahertz, ja que és un fort emissor de fotodember.
Història El compost intermetàl·lic va ser descrit per primera vegada per Liu i Peretti el 1951, que van donar el seu rang d'homogeneïtat, el tipus d'estructura i la constant de xarxa. Heinrich Welker va preparar lingots policristal·lins d'InSb el 1952, tot i que no eren gaire purs segons els estàndards actuals de semiconductors. Welker estava interessat en estudiar sistemàticament les propietats semiconductores dels compostos III-V. Va observar com l'InSb semblava tenir una petita bretxa de banda directa i una mobilitat d'electrons molt alta. Els cristalls d'InSb s'han cultivat mitjançant refredament lent a partir de líquid fos com a mínim des del 1954.
El 2018, un equip de recerca de la Universitat Tecnològica de Delft va afirmar que els nanofils d'antimoniur d'indi mostraven una aplicació potencial en la creació de quasipartícules de mode zero de Majorana per al seu ús en computació quàntica; Microsoft va obrir un laboratori a la universitat per aprofundir en aquesta investigació, però Delft va retractar posteriorment l'article.
Propietats físiques L'InSb té l'aspecte de peces o pols de metall platejat de color gris fosc amb lluentor vitri. Quan s'exposa a temperatures superiors a 500 °C, es fon i es descompon, alliberant vapors d'antimoni i òxid d'antimoni.
L'estructura cristal·lina és de blenda de zinc amb una densitat de 0,648 nm de constant de xarxa.Properties of Indium Antimonide (InSb). ioffe.ru
Propietats electròniques esquerra|miniatura|Detector d'infrarojos InSb fabricat per Mullard a la dècada del 1960. InSb és un semiconductor de banda prohibida directa estreta amb una banda prohibida d'energia de 0,17 eV a 300 K i 0,23 eV a 80 K.Properties of Indium Antimonide (InSb). ioffe.ru
L'InSb no dopat posseeix la mobilitat d'electrons a temperatura ambient més gran, de 78.000 cm²/(V⋅s), velocitat de deriva dels electrons i longitud balística (fins a 0,7 μm a 300 K)Properties of Indium Antimonide (InSb). ioffe.ru de qualsevol semiconductor conegut, excepte els nanotubs de carboni.
Els detectors de fotodíodes d'antimònur d'indi són fotovoltaics, ja que generen corrent elèctric quan se sotmeten a radiació infraroja. L'eficiència quàntica interna d'InSb és efectivament del 100%, però és una funció del gruix, especialment per a fotons propers a la vora de banda. Com tots els materials amb interval de banda estret, els detectors d'InSb requereixen recalibracions periòdiques, cosa que augmenta la complexitat del sistema d'imatge. Aquesta complexitat afegida val la pena quan es requereix una sensibilitat extrema, per exemple, en sistemes d'imatges tèrmiques militars de llarg abast. Els detectors d'InSb també requereixen refrigeració, ja que han de funcionar a temperatures criogèniques (normalment 80 K). Matrius grans (fins a 2048 × 2048 píxels) estan disponibles. El HgCdTe i el PtSi són materials amb un ús similar.
Una capa d'antimoniur d'indi intercalada entre capes d'antimoniur d'alumini i indi pot actuar com un pou quàntic. En una heteroestructura d'aquest tipus, recentment s'ha demostrat que InSb/AlInSb presenta un efecte Hall quàntic robust. Aquest mètode s'estudia per tal de construir transistors molt ràpids. Transistors bipolars que funcionen a freqüències de fins a 85 GHz es van construir a partir d'antimonur d'indi a finals dels anys noranta; transistors d'efecte de camp que operen a més de 200 GHz s'han reportat més recentment (Intel/QinetiQ). Alguns models suggereixen que amb aquest material es poden aconseguir freqüències de terahertz. Els dispositius semiconductors d'antimoniur d'indi també són capaços de funcionar amb voltatges inferiors a 0,5 V, reduint els seus requisits d'energia.
Mètodes de creixement L'InSb es pot fer créixer solidificant una fosa a partir de l'estat líquid (procés de Czochralski), o epitaxialment mitjançant epitaxi en fase líquida, epitaxi de paret calenta o epitaxi de feix molecular. També es pot cultivar a partir de compostos organometàl·lics mitjançant MOVPE.
Aplicacions del dispositiu Detectors d'imatge tèrmica que utilitzen fotodíodes o detectors fotoelectromagnètics Sensors de camp magnètic que utilitzen magnetoresistència o efecte Hall Transistors ràpids (en termes de commutació dinàmica). Això es deu a l'alta mobilitat de portadors d'InSb. En alguns dels detectors de la càmera de matriu d'infrarojos del telescopi espacial Spitzer
Referències
Categoria:Semiconductors Categoria:Química inorgànica