Synteza i charakterystyka wysoce luminescencyjnego azotku berylu

Wysoko luminescencyjny proszek azotku berylu (Be3N2) został zsyntetyzowany przez bezpośrednie nitrowanie metalicznego berylu ultra-wysokiej czystości amoniakiem (NH3) w poziomym reaktorze z rurką kwarcową w temperaturze 1100 °C. Obliczona energia swobodna Gibbsa dla tej reakcji w temperaturze 1100 °C wynosi -602.20 kJ/mol, a stała równowagi 2.7×1022, co czyni ten proces wykonalnym w warunkach wybranych dla tej syntezy. Be3N2 otrzymany tą metodą jest jasnoszarym proszkiem, który wykazuje typową dla tego materiału wysoką twardość. Proszki Be3N2 syntetyzowane w tych badaniach składają się głównie z aglomeratów utworzonych z regularnych sześciennych wielościanów o długości od jednego do dwóch mikronów każdy, jak wykazała mikroskopia elektronowa. Krystality te mają strukturę kubiczną, jak wykazała dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego i wykazują wysoką intensywność katodoluminescencji w temperaturze pokojowej z pikiem w okolicach 356 nm (3.48 eV), co jest związane z ich emisją blisko krawędzi pasma. Te właściwości czynią ten materiał silnym kandydatem do szerokopasmowych zastosowań optoelektronicznych, takich jak lasery ultrafioletowe, czujniki i diody elektroluminescencyjne.