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氮化铝晶体的性质

氮化铝晶体的化学性质

在标准大气压下，AlN晶体在1700℃左右开始缓慢分解成Al蒸气和氮气，当温度达到2200℃时AlN迅速分解成Al蒸气和氮气，在不同温度下AlN分解后的分压如图3所示。常压下AlN晶体很难以液相形式存在，在AlN达到熔点之前AlN已经开始分解，这是AlN晶体不能通过熔融法生长的原因，但有研究表明，100大气压下AlN液相可在2800℃出现。AlN粉末在空气中很不稳定，容易与空气中的水蒸气和氧气反应生成氨气和氧化铝。AlN具有很强的抗酸碱能力，酸性环境中AlN可以稳定存在，在碱性环境中AlN少量被腐蚀。300℃时，AlN晶体在KOH和NaOH的1:1熔液中腐蚀3-5min，晶体表面可以观察到六方腐蚀坑等缺陷，但除此之外，未见大量腐蚀的迹象，实验上通过此方法区分AlN的极性面。

氮化铝晶体的物理性质

AlN晶体有着优异的物理性质，如AlN晶体的宽带隙、高硬度、高热导率和较大的介电常数等，这些性质引起了大家的广泛关注，表1为AlN晶体的物理性质。

氮化铝晶体的应用

AlN是III族氮化物(AlN、GaN、InN)半导体材料的典型代表之一，具有宽带隙(6.2eV)、高激子结合能(80meV)、高熔点(3800K)、高临界击穿场强(1.2-1.4mV·cm-1)、高硬度(维氏硬度1200kg·cm-2)、高热导率(3.4W·cm-1·K-1)、高温热稳定性和耐化学腐蚀等优异特性。正是鉴于这些优异特性：

氮化物半导体AlN、GaN、InN及其固溶体，如：AlGaN、GaInN等在电学、光学方面有着广泛的应用，三者形成的固溶体可以实现200-800nm任意波长的发光。

以AlN为衬底的深紫外器件在生物分子感应方面也具有重要应用，可以用于微型高效的生物病毒探测器和消毒器。在255-280nm波段，AlN高频器件可用于光刻；从紫外-400nm波段，AlN基器件可用于蓝光-紫外固态激光二极管以及激光器等，也可应用于高密度存储和卫星通讯系统等。

由于具有优异的热导性和电绝缘性，AlN在电子领域可以作为散热片，如：其热导率比Si大1.7W·cm-1·K-1，可以代替芯片中传统有毒性的BeO散热材料。

AlN具有很高的表面声速，尤其是(0001)面的表面声速可达5600-6000m/s，同时具有低的渡越损耗、大的机电耦合系数和高温稳定性，是表面声波器件的理想材料。

AlN具有很高的非线性磁化系数，能够应用于二次谐波发射器。

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