Syntes och karakterisering av starkt självlysande berylliumnitrid

Högljusande berylliumnitridpulver (Be3N2) har syntetiserats genom direkt nitrering av metalliskt beryllium med ammoniak (NH3) med mycket hög renhet i en horisontell kvartsrörsreaktor vid 1100 °C. Den beräknade fria Gibbs-energin för denna reaktion vid 1100 °C är -602,20 kJ/mol och jämviktskonstanten är 2,7×1022, vilket gör processen genomförbar under de förhållanden som valts för denna syntes. Det Be3N2 som produceras med denna metod är ett ljusgrått pulver som visar den typiska höga hårdheten hos detta material. De Be3N2-pulver som syntetiserats i denna forskning består mestadels av agglomerat som bildas av regelbundna kubiska polyedrar som är mellan en och två mikrometer långa vardera, vilket framgår av elektronmikroskopi. Dessa kristalliter har en kubisk struktur enligt röntgendiffraktion och uppvisar en högintensiv katodoluminescens vid rumstemperatur med en topp runt 356 nm (3,48 eV), som är relaterad till deras emission nära bandkanten. Dessa egenskaper gör detta material till en stark kandidat för bredbandiga optoelektroniska tillämpningar såsom ultravioletta lasrar, sensorer och lysdioder.