Arséniure d'indium

Arséniure d'indium
__ In3+     __ As3-
Identification
Nom UICPA	arséniure d'indium(III)
No CAS	1303-11-3
No ECHA	100.013.742
No CE	215-115-3
Apparence	Solide gris
Propriétés chimiques
Formule	AsIn  [Isomères]InAs
Masse molaire[1]	189,74 ± 0,003 g/mol As 39,49 %, In 60,51 %,
Propriétés physiques
T° fusion	936 à 942 °C
Solubilité	insoluble dans l'eau
Masse volumique	5,68
Propriétés électroniques
Bande interdite	0,354 eV
Mobilité électronique	40 000 cm2·V-1·s-1
Cristallographie
Système cristallin	Cubique
Structure type	zinc-blende
Paramètres de maille	0,605 nm[2]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	3,51
Précautions
Directive 67/548/EEC
T N Symboles : T : Toxique N : Dangereux pour l’environnement Phrases R : R23/25 : Toxique par inhalation et par ingestion. R50/53 : Très toxique pour les organismes aquatiques, peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement aquatique. Phrases S : S28 : Après contact avec la peau, se laver immédiatement et abondamment avec … (produits appropriés à indiquer par le fabricant). S45 : En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible, lui montrer l’étiquette). S60 : Éliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux. S61 : Éviter le rejet dans l’environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité. S1/2 : Conserver sous clef et hors de portée des enfants. S20/21 : Ne pas manger, ne pas boire et ne pas fumer pendant l’utilisation. Phrases R : 23/25, 50/53, Phrases S : 1/2, 20/21, 28, 45, 60, 61,
Composés apparentés
Autres cations	Arséniure de bore Arséniure d'aluminium Arséniure de gallium
Autres anions	Nitrure d'indium Phosphure d'indium Antimoniure d'indium
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'arséniure d'indium, InAs, est un semi-conducteur composite binaire de type III-V, composé d'arsenic et d'indium. Il a l'apparence d'un cristal cubique, gris, avec un point de fusion de 942 °C^[2]. L'arséniure d'indium est assez similaire à l'arséniure de gallium. Ses propriétés en sont assez proches, et comme celui-ci, il possède un gap direct. Il possède l'une des plus importantes mobilités d'électron parmi les semi-conducteurs, et son gap est l'un des plus petits. Il est toxique et dangereux pour l'environnement.

L'arséniure d'indium est parfois utilisé en combinaison avec le phosphure d'indium (InP). Les alliages avec l'arséniure de gallium (GaAs) forment un semi-conducteur ternaire, l'arséniure d'indium-gallium (InGaAs), dont le gap dépend du ratio In/Ga.

La différence de paramètre de maille entre l'arséniure d'indium et le phosphure d'indium ou l'arséniure de gallium est cependant suffisante pour former des boîtes quantiques (quantum dots) : lors du dépôt d'une monocouche d'InAs sur un substrat d'InP ou de GaAs, en raison des tensions qui se forment à cause de cette différence de paramètre de maille, l'arséniure d'indium se réorganise en « nano-îles » formant à la surface d'InP ou de GaAs des boîtes quantiques^[3]. Il est également possible de former des boîtes quantiques dans l'arséniure d'indium-gallium ou dans l'arséniure d'aluminium-gallium.

Cristallographie

Comme l'arséniure de gallium et la plupart des semi-conducteurs binaires, l'arséniure d'indium a une structure cristallographique de type « blende ».

Applications

De par sa forte mobilité en électrons et de son gap réduit, il est souvent utilisé en opto-électronique dans la gamme des rayonnements infrarouges et longueurs d'onde supérieures. Les propriétés optoélectroniques et les vibrations phononiques sont légèrement modifiées sous l'effet de la température dans la gamme de 0 K à 500 K^[4], alors que le changement est très important sous l'effet de la pression, par exemple l'InAs converti d'un semi-conducteur à bande interdite directe en un semi-conducteur à bande interdite indirecte^[5].

Il est très souvent utilisé comme source de radiation térahertz car c'est un fort émetteur photo-Dember (en). L'arséniure d'indium est aussi utilisé pour la fabrication de diodes laser.

Détecteur infrarouge

L'arséniure d'indium est utilisé dans la fabrication de détecteurs infrarouges pour une longueur d'onde comprise entre 1 et 3,8 μm. Ces détecteurs sont souvent sous la forme de photodiodes, mais dans les derniers développements, l'arséniure d'indium est aussi utilisé dans les photodétecteurs infrarouge à puits quantiques (QWIPs) et les photodétecteurs infrarouges à boîtes quantiques (QDIPs). Si leurs performances, notamment en termes de bruit, sont meilleures refroidies à des températures cryogéniques, les détecteurs à base d'InAs fonctionnent aussi à haute puissance à température ambiante.

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Indium arsenide » (voir la liste des auteurs).

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