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Óxido de indio (III)
Kristallstruktur Lanthanoid-C-Typ.png
Nombres
Otros nombres
trióxido de indio, sesquióxido de indio
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
Tarjeta de información ECHA100.013.813 Edita esto en Wikidata
UNII
  • InChI = 1S / 2In.3O / q2 * + 3; 3 * -2 controlarY
    Clave: PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N controlarY
  • InChI = 1 / 2In.3O / q2 * + 3; 3 * -2
    Clave: PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYAL
  • [O-2]. [O-2]. [O-2]. [En + 3]. [En + 3]
Propiedades
En 2 O 3
Masa molar277,64 g / mol
Aparienciacristales inodoros de color verde amarillento
Densidad7,179 g / cm 3
Punto de fusion 1.910 ° C (3.470 ° F; 2.180 K)
insoluble
Brecha de banda~ 3 eV (300 K)
−56,0 · 10 −6 cm 3 / mol
Estructura
Cúbico, grupo espacial , cI80
Ia 3 , No. 206
a  = 1.0117 (1) nm [1]
16 fórmulas por celda
Peligros
no enlistado
NFPA 704 (diamante de fuego)
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
controlarY verificar  ( ¿qué es   ?)controlarY☒norte
Referencias de Infobox

El óxido de indio (III) ( In 2 O 3 ) es un compuesto químico , un óxido anfótero de indio .

Propiedades físicas [ editar ]

Estructura cristalina [ editar ]

El óxido de indio amorfo es insoluble en agua pero soluble en ácidos, mientras que el óxido de indio cristalino es insoluble tanto en agua como en ácidos. La forma cristalina existe en dos fases, la cúbica ( tipo bixbyita ) [1] y romboédrica ( tipo corindón ). Ambas fases tienen una banda prohibida de aproximadamente 3 eV. [2] [3] Los parámetros de la fase cúbica se enumeran en el cuadro de información.

La fase romboédrica se produce a altas temperaturas y presiones o cuando se utilizan métodos de crecimiento fuera de equilibrio. [4] Tiene un grupo espacial R 3 c No. 167, símbolo de Pearson hR30, a = 0,5487 nm, b = 0,5487 nm, c = 0,57818 nm, Z = 6 y densidad calculada 7,31 g / cm 3 . [5]

Conductividad y magnetismo [ editar ]

Las películas delgadas de cromo - dopado de óxido de indio (In 2-x Cr x O 3 ) son un semiconductor magnético presentan alta temperatura ferromagnetismo , una sola fase de estructura cristalina, y semiconductor comportamiento con alta concentración de portadores de carga . Tiene posibles aplicaciones en espintrónica como material para inyectores de espín. [6]

Las películas delgadas policristalinas de óxido de indio dopado con Zn 2+ son altamente conductoras (conductividad ~ 10 5 S / m) e incluso superconductoras a temperaturas de helio líquido . El superconductor temperatura de transición T c depende de la estructura de dopaje y la película y está por debajo de 3,3 K. [7]

Síntesis [ editar ]

Las muestras a granel se pueden preparar calentando hidróxido de indio (III) o el nitrato, carbonato o sulfato. [8] Pueden prepararse películas delgadas de óxido de indio mediante pulverización catódica de objetivos de indio en una atmósfera de argón / oxígeno . Se pueden utilizar como barreras de difusión (" metales de barrera ") en semiconductores , por ejemplo, para inhibir la difusión entre el aluminio y el silicio . [9]

Los nanocables monocristalinos se pueden sintetizar a partir de óxido de indio mediante ablación con láser, lo que permite un control preciso del diámetro de hasta 10 nm. Los transistores de efecto de campo se fabricaron a partir de ellos. [10] Los nanocables de óxido de indio pueden servir como sensores de proteínas redox sensibles y específicos . [11] El método sol-gel es otra forma de preparar nanocables. [ cita requerida ]

El óxido de indio puede servir como material semiconductor , formando heterouniones con p - InP , n - GaAs , n- Si y otros materiales. Se puede depositar una capa de óxido de indio sobre un sustrato de silicio a partir de una solución de tricloruro de indio , un método útil para la fabricación de células solares . [12]

Reacciones [ editar ]

Cuando se calienta a 700 ° C, el óxido de indio (III) se forma en 2 O (llamado óxido de indio (I) o subóxido de indio), a 2000 ° C se descompone. [8] Es soluble en ácidos pero no en álcalis. [8] Con amoniaco a alta temperatura se forma nitruro de indio [13]

En 2 O 3 + 2 NH 3 → 2 InN + 3 H 2 O

Con K 2 O e indio metálico se preparó el compuesto K 5 InO 4 que contiene iones tetraédricos InO 4 5− . [14] La reacción con una variedad de trióxidos metálicos produce perovskitas [15], por ejemplo:

En 2 O 3 + Cr 2 O 3 → 2 InCrO 3

Aplicaciones [ editar ]

El óxido de indio se utiliza en algunos tipos de baterías, reflectores infrarrojos de película fina transparentes para la luz visible ( espejos calientes ), algunos revestimientos ópticos y algunos revestimientos antiestáticos . En combinación con el dióxido de estaño , el óxido de indio forma óxido de indio y estaño (también llamado óxido de indio dopado con estaño o ITO), un material utilizado para revestimientos conductores transparentes.

En semiconductores, el óxido de indio se puede utilizar como semiconductor de tipo n utilizado como elemento resistivo en circuitos integrados . [dieciséis]

En histología , el óxido de indio se usa como parte de algunas formulaciones de tinción .

Ver también [ editar ]

  • Indio
  • Óxido de indio y estaño
  • Semiconductor magnético

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b Marezio, M. (1966). "Refinamiento de la estructura cristalina de In 2 O 3 a dos longitudes de onda". Acta Crystallographica . 20 (6): 723–728. doi : 10.1107 / S0365110X66001749 .
  2. ^ Walsh, A; et al. (2008). "Naturaleza de la brecha de banda de In 2 O 3 revelada por cálculos de primeros principios y espectroscopia de rayos X" (PDF) . Cartas de revisión física . 100 (16): 167402. doi : 10.1103 / PhysRevLett.100.167402 . PMID 18518246 .  
  3. ^ Rey, PDC; Fuchs, F .; et al. (2009). "Band gap, estructura electrónica y acumulación de electrones de superficie de In 2 O 3 cúbicos y romboédricos " (PDF) . Physical Review B . 79 (20). doi : 10.1103 / PhysRevB.79.205211 . S2CID 53118924 .  
  4. ^ Sociedad de minerales, metales y materiales (Tms); Sociedad de Minerales, Metales y Materiales (TMS) (6 de abril de 2011). TMS 2011 140ª Reunión y Exposición Anual, Selecciones generales de artículos . John Wiley e hijos. págs. 51–. ISBN 978-1-118-06215-9. Consultado el 23 de septiembre de 2011 .
  5. ^ Prewitt, Charles T .; Shannon, Robert D .; Rogers, Donald Burl; Sleight, Arthur W. (1969). "C transición óxido-corindón de tierras raras y química cristalina de óxidos que tienen la estructura de corindón". Química inorgánica . 8 (9): 1985–1993. doi : 10.1021 / ic50079a033 .
  6. ^ "El nuevo material da su propio giro a la electrónica" . Instrumentación y tecnología biomédica . 40 (4): 267. 2006. doi : 10.2345 / i0899-8205-40-4-267.1 .
  7. ^ Makise, Kazumasa; Kokubo, Nobuhito; Takada, Satoshi; Yamaguti, Takashi; Ogura, Syunsuke; Yamada, Kazumasa; Shinozaki, Bunjyu; Yano, Koki; et al. (2008). "Superconductividad en películas transparentes dopadas con zinc In 2 O 3 que tienen baja densidad de portadores" . Ciencia y Tecnología de Materiales Avanzados . 9 (4): 044208. doi : 10.1088 / 1468-6996 / 9/4/044208 . PMC 5099639 . PMID 27878025 .  
  8. ↑ a b c Downs, Anthony John (1993). Química del aluminio, galio, indio y talio . Saltador. ISBN 0-7514-0103-X.
  9. ^ Kolawa, E. y Garland, C. y Tran, L. y Nieh, CW y Molarius, JM y Flick, W. y Nicolet, M.-A. y Wei, J. (1988). "Barreras de difusión de óxido de indio para metalizaciones de Al / Si" . Letras de Física Aplicada . 53 (26): 2644–2646. doi : 10.1063 / 1.100541 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  10. ^ Li, C; Zhang, D; Han, S; Liu, X; Tang, T; Lei, B; Liu, Z; Zhou, C (2003). "Síntesis, propiedades electrónicas y aplicaciones de nanocables de óxido de indio". Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York . 1006 : 104-21. doi : 10.1196 / annals.1292.007 . PMID 14976013 . 
  11. ^ "Aplicación de nanocables de óxido de indio como sensores de proteína redox sensibles y específicos" . Instituto de Nanotecnología de Prospectiva . Consultado el 29 de octubre de 2008 .
  12. ^ Feng, Tom y Ghosh, Amal K. (1984) "Método para formar células solares de heterounión de óxido de indio / n-silicio" Patente estadounidense 4.436.765
  13. ^ Wiberg, Egon y Holleman, Arnold Frederick (2001) Química inorgánica , Elsevier ISBN 0123526515 
  14. ↑ Lulei, M .; Hoppe, R. (1994). "Über" Orthoindate "der Alkalimetalle: Zur Kenntnis von K 5 [InO 4 ]". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 620 (2): 210–224. doi : 10.1002 / zaac.19946200205 .
  15. ^ Shannon, Robert D. (1967). "Síntesis de algunas perovskitas nuevas que contienen indio y talio". Química inorgánica . 6 (8): 1474–1478. doi : 10.1021 / ic50054a009 . ISSN 0020-1669 . 
  16. ^ "En 2 O 3 (óxido de indio)" . CeramicMaterials.info. Archivado desde el original el 30 de junio de 2008 . Consultado el 29 de octubre de 2008 .