زرنيخيد الألومنيوم – AlAs

في الكيمياء يعد مركب زرنيخيد الألومنيوم عبارة عن أحد المركبات الكيميائية، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية AlAs، حيث يحتوي هذا المركب على أيونات الألومنيوم وأيونات الزرنيخ فيه.

زرنيخيد الألومنيوم

• زرنيخيد الألمنيوم هو عبارة عن مادة شبه موصلة تمتلك نفس الشبكة الشبكية الثابتة تقريبًا مثل تلك الموجودة في زرنيخيد الغاليوم، كما أنه يمكن أن تشكل شبكة فائقة مع زرنيخيد الغاليوم مما يؤدي إلى خصائصه شبه الموصلة.

• يتفاعل مركب زرنيخيد الألومنيوم بسهولة مع الأحماض والأبخرة الحمضية والرطوبة، كما أنه سينتج عن تحلل زرنيخ الألومنيوم غاز الزرنيخ وأبخرة الزرنيخ الخطرة.

• زرنيخيد الألومنيوم هو عبارة عن مادة صلبة برتقالية، ويعرف بأنه سام؛ وذلك لأنه يحتوي على معدن الزرنيخ، كما أنه يعد من أشباه الموصلات، وهو يتفاعل مع الأحماض من أجل صنع الزرنيخ، وهو عبارة عن مادة مصنوعة من خلال تفاعل الألومنيوم والزرنيخ.

• يدخل مركب زرنيخيد الألومنيوم في عدد من التطبيقات في المجالات التالية: الأجهزة الإلكترونية الضوئية والخلايا الشمسية وأجهزة الآبار الكمومية بالإضافة إلى ترانزستورات عالية الحركة الإلكترونية.

الخواص الكيميائية لزرنيخيد الألومنيوم

يتم توفير الخصائص الكيميائية لمركب زرنيخيد الألومنيوم في الجدول التالي:

الخصائص الكهربائية لزرنيخيد الألومنيوم

يتم توفير الخصائص الكهربائية لمركب زرنيخيد الألومنيوم في الجدول التالي:

الخصائص الحرارية والميكانيكية والبصرية لزرنيخيد الألومنيوم

ترد الخصائص الحرارية والميكانيكية والبصرية لزرنيخيد الألومنيوم في الجداول التالي:

معلومات عامة

• يعتبر مركب زرنيخيد الألومنيوم (AlAs) ذات أهمية كبيرة من وجهة نظر الأجهزة ذات الحالة الصلبة خاصة، وأن سبائكه التي تحتوي على مركب ال GaAs توفر مواد للإلكترون عالي السرعة والأجهزة الإلكترونية الضوئية، وهناك أيضًا استخدام واسع النطاق لـ AlAs و GaAs و Al x Ga1-x في تصنيع الهياكل الكمومية III-V، ولقد تم تقديم مراجعة للعديد من خصائص (phySiCal) وأشباه الموصلات لهذه المواد.

• وهو عبارة عن مادة صلبة بلورية تستخدم كأشباه موصلات وفي تطبيقات البصريات الضوئية، الزرنيخ وهو الأنيون ذو الشحنة -3، وهو مجموعة معدنية نادرة تتكون من مركبات من معدن أو أكثر مع الزرنيخ (As)، ولا وجود لأنيونات الزرنيخ في المحلول لأنها قاعدية للغاية.

• تحتوي هذه الأملاح الصلبة على طاقات شعرية عالية جدًا، وهي سامة بسبب السمية الكامنة في الزرنيخ، وللزرنيخ تطبيقات في أشباه الموصلات وكلا من الليزر والصمامات الثنائية الباعثة للضوء والنقاط الكمومية وأجهزة الاستشعار الضوئية والضغط.

• بالنسبة لعينة نموذجية من مركب AlAs، فإن معامل الانكسار ومعامل الانقراض عند 632.8 نانومتر هما 3.13131 و 0.

• يحتوي مركب زرنيخيد الألومنيوم على نفس التركيب البلوري ونفس المعلمات الشبكية في حدود 0.1 في المائة ويزرعون بلورات ممتازة على بعضهم البعض، وهذه المواد المعروفة بالشبكات الفائقة ولها بنية متكررة من طبقات n من GaAs وطبقات m من AlAs ، n.

• وهو عبارة عن مادة شبه موصلة لها نفس ثابت الشبكة تقريبًا مثل زرنيخيد الغاليوم، ويمكن لـ AlAs تكوين شبكة فائقة مع زرنيخيد الغاليوم GaAs، مما ينتج عنه خصائص أشباه الموصلات.

• ولأن مركب GaAs ومركب AlAs يمتلكان نفس ثابت الشبكة تقريبًا، فإن الطبقات تمتلك إجهاد مستحث صغير جدًا، وذلك يسمح لها بالنمو بشكل إجباري نوعا ما، وبالتالي هذا يسمح بحركة إلكترون عالية الأداء للغاية.

• زرنيخيد الألومنيوم هو مادة مفيدة في تصنيع الأجهزة الإلكترونية الضوئية مثل الثنائيات الباعثة للضوء، حيث أنه تستخدم المركبات المشابهة مثل مركب زرنيخيد الغاليوم أو مركب فوسفيد الغاليوم على نطاق كبير في مثل هذا التصنيع، بينما استخدام زرنيخيد الألومنيوم يعد محدود نوعا ما.

• ينتج استخدام زرنيخيد الألومنيوم عن صعوبات في تحضير بلورات مفردة عالية النقاء وتفاعلية الألمنيوم وعدم استقرار البلورات عند تعرضها للرطوبة الموجودة في الهواء المحيط.

• من الممكن أن يتم تحضيره عن طريق استعمال طرق مشهورة مثل تقنيات (epitaxy) في الحالة السائلة والبخارية أو عن طريق استعمال تقنيات النمو الذائب، ومع ذلك فإن بلوراته المحضرة بهذه الطرق بشكل عام تكون عبارة عن بلورات غير مستقرة وتولد الزرنيخ (AsH3) عند تعرضها للهواء الرطب.

• كما وقد تم وصف زرنيخيد الألومنيوم في إنتاج بعض الخلايا الشمسية، ويعرف أن التحضير من الذوبان ليس سهلا؛ وذلك بسبب درجة الانصهار المرتفعة له حيث تساوي تقريبا 1700 درجة مئوية، كما وأن التفاعل الشديد للألمنيوم عند درجة الحرارة هذه، وقد قام عدد قليل من العمال بتحضير بلورات صغيرة من المصهور، كما وقد تم إنتاج سبائك متعددة البلورات.

• وهو مركب مستقر ولكن من الواجب أن يتم تجنب الأحماض والأبخرة الحمضية والرطوبة، في الواقع لن تحدث البلمرة الخطرة، علما أنه ينتج عن تحلل هذا المركب غاز الزرنيخ بالإضافة إلى أبخرة الزرنيخ الخطرة.

• لم يتم فحص كلا من الخواص الكيميائية والفيزيائية والسمية له وتسجيلها بدقة.

• إن مركبات الألمنيوم بشكل عام تمتلك الكثير من الاستعمالات التجارية، وهي شائعة الاستخدام في الصناعة أيضا، إن العديد من هذه المواد تكون عبارة عن مواد نشطة كيميائيًا وبالتالي فإنها تظهر خصائص سامة وتفاعلية خطيرة.

• لم يتم التحقق من الخصائص الكيميائية والفيزيائية والسمية لزرنيخيد الألومنيوم وتسجيلها بدقة، ولكن هناك بعض الأعراض المزمنة والحادة المعروفة بناءً على توصيل المواد الكيميائية وقد يتسبب استنشاق زرنيخيد الألومنيوم في حدوث تهيج حاد في الجهاز التنفسي.

• كما أنه قد يتسبب أيضًا في تسمم مزمن بالزرنيخ وتقرح في الحاجز الأنفي وتلف الكبد بالإضافة إلى سرطان وأمراض الدم والكلى والجهاز العصبي.

• يعتبر زرنيخيد الألومنيوم سامًا إذا تم تناوله وقد يسبب آثارًا معدية معوية والجلد وتسممًا حادًا بالزرنيخ، علما أن الآثار المزمنة للابتلاع تشمل التسمم بالزرنيخ واضطرابات الجهاز الهضمي وتلف الكبد، وقد يكون الألمنيوم متورطًا في مرض الزهايمر أيضا، وإذا تم وضعه على الجلد فقد يتسبب زرنيخيد الألومنيوم في حدوث تهيج حاد ولكن لا توجد آثار صحية مزمنة مسجلة.

• الاحتياطات الخاصة والواجب اتخاذها أثناء المناولة والتخزين: يجب أن يخزن في مكان بارد وجاف في حاويات محكمة الإغلاق، ويجب التأكد من وجود تهوية جيدة، وفتح العبوة والتعامل معها بحذر، كما أنها لا تخزن مع الأحماض، ويجب الاحتفاظ بالعبوة محكمة الإغلاق.