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銻化物
由一種或幾種金屬與銻組成的礦物
基本信息
| 中文名 | 銻化物 |
| 外文名 | antimonide |
| 物質(zhì)狀態(tài) | 固態(tài) |
| 用途 | 光電探測器、熱光伏電池、激光器 |
| 所屬學(xué)科 | 冶金工程 |
| 定義 | 由一種或幾種金屬與銻組成的礦物 |
| 特點(diǎn) | 金屬光澤，不透明 |
| 常見(jiàn)銻化物 | 銻銀礦和銻鈀礦 |
收起
銻化物礦藏
銻化物
基本性質(zhì)
銻化物材料主要是指以Ga、Al等III族元素與Sb、As等V族元素化合組成含銻的二元、三元、四元系材料，如 GaSb、InSb、AlGaSb、InAsSb、AlGaAsSb、InGaAsSb等，它們的晶格常數一般都在0.61nm左右。在與GaSb等常用襯底材料的晶格幾乎匹配的條件下，其禁帶寬度可在較寬的范圍內調節，能夠較好的實(shí)現晶格或應變匹配，非常有利于生長(cháng)高質(zhì)量材料，對應的波長(cháng)可覆蓋0.78μm（近紅外）到12μm（遠紅外）的光譜區域，其中，2-5μm中紅外波段是空氣中重要的大氣窗口，2-5μm中紅外波段激光在空氣中散射相對較低，包含許多重要分子特征譜線(xiàn)。其光電器件可廣泛應用于環(huán)境監測、化學(xué)物品探測、生物醫學(xué)、衛星遙感、激光雷達、目標指示等領(lǐng)域中。
銻化物的應用
光電探測器
銻化物如LiSb，NaSb，KSb，RbSb等可應用于光電探測領(lǐng)域，其中以CsSb陰極的靈敏度最高，是最有實(shí)用價(jià)值的光電轉換材料，廣泛應用于紫外和可見(jiàn)光區的光電探測器中。CsSb陰極的熱電子發(fā)射和疲勞特性都優(yōu)于銀氧銫陰極。而且制造工藝簡(jiǎn)單。
熱光伏電池
熱光伏電池(TPV)與太陽(yáng)電池類(lèi)似是直接將熱輻射(紅外電磁波)轉變成電能的裝置。當前TPV的發(fā)展趨勢是開(kāi)發(fā)適用于1500℃下中低溫輻射源的高效率、低成本、0.6eV以下窄禁帶寬度的熱光伏材料和組件。銻化物材料是舉世公認的TPV首選材料，研究報道最多的是用LPE、MOCVD、MBE等各種方法在GaSb襯底上制備的InGaAsSb pn結電池。在InAs襯底上外延生長(cháng)InAsSbP制備的TPV電池，其光譜響應的截止波長(cháng)可達2.5～3.4μm，是很有發(fā)展潛力的研究方向。
激光器
19世紀70年代以來(lái)，科學(xué)家們就意識到銻化物半導體激光器的應用前景及重要性。1978年，L. M. Dolginov等人制備了InGaAsSb/GaSb異質(zhì)結半導體激光器，發(fā)光波長(cháng)為1.9μm左右。1985年，Bochkarev成功制備了世界上第一臺Ga Sb基半導體激光器。同年，Caneau等人研制了InGaAsSb/AlGaAsSb雙異質(zhì)結半導體激光器，激射波長(cháng)在 2.2μm左右。1990年，S. J. Eglash等人利用MBE制作了2.29μm GaSb 基無(wú)應變半導體激光器，發(fā)現銻化物材料生長(cháng)和器件制作難度很大。直到1992年，Choi等人提出Ga Sb基應變量子阱激光器結構，銻化物的禁帶寬度比砷化鎵的小，與砷化鎵相比，它在中紅外應用方面有其獨特的優(yōu)勢。并且銻化物和砷化物組成的微結構材料能帶排列包含了跨立式的Ⅰ型、錯開(kāi)式的Ⅱ型和反轉型的Ⅱ型，這些導致的能帶排列為凝聚態(tài)低維量子物理基礎研究、創(chuàng )造新材料、新器件、新概念提供了廣闊的天地，并研制出輸出功率高達190mW的2μm InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱半導體激光器，實(shí)現了器件大功率輸出。1998年，Newell等人經(jīng)過(guò)不斷的探索，采用寬波導結構有效降低了 2μm GaSb基半導體激光器的內部損耗，提高了量子效率。1999年，D.Z.Garbuzov等人制備了GaSb基 InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱半導體激光器，實(shí)現了室溫連續激射，激射波長(cháng)在2.3-2.7μm之間。2002年，C. Mermeistei等人制備了寬接觸激光器，發(fā)光波長(cháng)在2μm左右，室溫下最大輸出功率可達1.7W。
銻化物毒作用
銻化物對人體的毒作用主要再現為銻性皮炎、銻塵肺、肝臟及心肌損害，主要可分為急性中毒和慢性中毒兩類(lèi).
1、急性中毒：主要由于吸入銻及其化合物的蒸氣和粉塵而引起。接觸者出現眼結膜和呼吸道刺激癥狀，發(fā)生支氣管炎，較重者出現胸痛、呼吸困難。吸入三氯化銻遇水分解的氣體，可引起肺水腫，主要由于產(chǎn)生的氯化氫所致，而同時(shí)吸收的銻離子，可致全身毒作用。熔煉銻時(shí)，吸入銻蒸氣氧化成的氧化銻可引起鑄造熱。急性銻化氫中毒和胂化氫中毒相似，可發(fā)生溶血及體溫降低，吸入高濃度可迅速致死。三氯化銻可引起皮膚灼傷，曾有經(jīng)灼傷面吸收而引起中毒性肝炎?？诜卸居形改c道癥狀，肝臟、腎臟和心臟都可受損。出現流涎、口內金屬味、食欲減退、惡心、嘔吐、腹痛、便血，肝臟可腫大、壓痛。嚴重者有尿閉、血尿和心律紊亂等。
2、慢性中毒：影響長(cháng)期接觸銻化合物粉塵或煙塵的工人可出現頭痛、興奮、失眠、暈眩、肢體酸痛、貧血、消瘦等全身癥狀。由于長(cháng)期慢性刺激發(fā)生鼻炎、鼻粘膜潰瘍甚至穿孔，氣管炎或肺炎，口腔炎癥，消化功能障礙，偶見(jiàn)血便。長(cháng)期吸入銻塵可致銻塵肺，但對勞動(dòng)能力無(wú)嚴重影響；即使同時(shí)出現銻中毒癥狀，調離后，亦易緩解。長(cháng)期接觸高濃度Sb2S3，可出現心血管損害。治療：銻及其化合物所致?lián)p害的預防原則與其他金屬同。一般職業(yè)性銻中毒不嚴重，脫離接觸并進(jìn)行對癥處理即可痊愈。由于注射而引起的銻中毒，用二巰基丁二酸鈉排銻有效。
銻化物
參考資料
[1]
中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部 · 科技部2021-09-05[引用日期2021-09-05]
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