高発光性窒化ベリリウムの合成と特性

高発光性窒化ベリリウム粉末(Be3N2)は、金属ベリリウムを超高純度アンモニア(NH3)と水平水晶管反応器で直接窒化し1100℃で合成したものです。 この反応の1100℃におけるギブス自由エネルギーは-602.20kJ/mol、平衡定数は2.7×1022であり、この合成に選んだ条件ではこのプロセスが実行可能であることが確認された。 この方法で製造されたBe3N2は薄い灰色の粉末で、この材料の典型的な高い硬度を示している。 本研究で合成されたBe3N2粉末は、電子顕微鏡で見たところ、ほとんどが長さ1〜2ミクロンの正立方体の多面体からなる凝集体であることがわかった。 これらの結晶はX線回折で示されるように立方晶であり、その近傍バンド端発光に関連した356nm(3.48eV)付近にピークを持つ高強度の室温カソードルミネッセンスを示す。 これらの特性から、この材料は紫外線レーザー、センサー、発光ダイオードなどの広帯域オプトエレクトロニクス応用の有力候補である

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