Syntese og karakterisering af stærkt luminescerende berylliumnitrid

Højt luminescerende berylliumnitridpulver (Be3N2) er blevet syntetiseret ved direkte nitridering af metallisk beryllium med ammoniak (NH3) af ultrahøj renhed i en horisontal kvartsrørsreaktor ved 1100 °C. Den beregnede frie Gibbs-energi for denne reaktion ved 1100 °C er -602,20 kJ/mol, og ligevægtskonstanten er 2,7 × 1022, hvilket gør processen gennemførlig under de betingelser, der er valgt til denne syntese. Det Be3N2, der er fremstillet ved denne metode, er et lysegråt pulver, som viste den typiske høje hårdhed for dette materiale. De Be3N2-pulvere, der er syntetiseret i denne undersøgelse, består hovedsagelig af agglomerater, der er dannet af regelmæssige kubiske polyedre med en længde på mellem en og to mikrometer, som det fremgår af elektronmikroskopi. Disse krystallitter har en kubisk struktur som vist ved røntgendiffraktion og udviser katodoluminescens ved stuetemperatur med høj intensitet med et peak omkring 356 nm (3,48 eV), som er relateret til deres nær-band-edge-emission. Disse egenskaber gør dette materiale til en stærk kandidat til bredbåndsoptoelektroniske applikationer såsom ultraviolette lasere, sensorer og lysemitterende dioder.