बोरॉन आर्सेनाइड

बोरॉन आर्सेनाइड (या हरताल  बोराइड) एक रासायनिक यौगिक है जिसमें बोरॉन और आर्सेनिक शामिल है, आमतौर पर रासायनिक सूत्र बीए के साथ। अन्य बोरॉन आर्सेनाइड यौगिकों को जाना जाता है, जैसे कि सबरसेनाइड B12As2. क्यूबिक बीए का रासायनिक संश्लेषण बहुत चुनौतीपूर्ण है और इसके एकल क्रिस्टल रूपों में आमतौर पर दोष होते हैं।

गुण
BAs III-V अर्धचालक |III-V परिवार में 0.4777 nm के जाली स्थिरांक और 1.82 eV के अप्रत्यक्ष बैंडगैप के साथ एक क्यूबिक (sphalerite) सेमीकंडक्टर है। क्यूबिक बीए को सबरसेनाइड बी में विघटित होने की सूचना है12जैसा2 920 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर। बोरॉन आर्सेनाइड का गलनांक 2076 °C होता है। BA की तापीय चालकता बहुत अधिक है: लगभग 1300 W/(m·K) 300 K पर। क्यूबिक बीए के बुनियादी भौतिक गुणों को प्रयोगात्मक रूप से मापा गया है: बैंड गैप (1.82 eV), ऑप्टिकल अपवर्तक सूचकांक (3.29 तरंग दैर्ध्य 657 एनएम), लोचदार मापांक (326 GPa), कतरनी मापांक, पॉसों का अनुपात, थर्मल विस्तार गुणांक (3.85×10)-6/के), और ताप क्षमता। यह त्रिगुट और चतुर्धातुक अर्धचालकों का उत्पादन करने के लिए गैलियम आर्सेनाइड के साथ मिश्रित किया जा सकता है। बीए में उच्च इलेक्ट्रॉन और छेद की गतिशीलता है,> 1000 सेमी2/V/सेकंड, सिलिकॉन के विपरीत जिसमें उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता है, लेकिन कम छिद्र गतिशीलता है। 2023 में, जर्नल प्रकृति (पत्रिका)  में एक अध्ययन ने बताया कि उच्च उच्च दबाव बीए के अधीन अधिकांश सामग्रियों में देखी गई विशिष्ट वृद्धि के विपरीत इसकी तापीय चालकता कम हो जाती है।

बोरॉन सबरसेनाइड
बोरॉन आर्सेनाइड भी विंशतिफलक बोराइड समेत सबरसेनाइड्स के रूप में होता है B12As2. यह आर. का है3}बोरॉन परमाणुओं के समूहों और दो-परमाणुओं के रूप में जंजीरों के आधार पर एक समचतुर्भुज संरचना वाला एम अंतरिक्ष समूह। यह एक वाइड-बैंडगैप सेमीकंडक्टर (3.47 ईवी) है जिसमें विकिरण क्षति को स्वयं ठीक करने की असाधारण क्षमता है। इस रूप को सिलिकन कार्बाइड  जैसे सब्सट्रेट (रसायन विज्ञान) पर उगाया जा सकता है। सौर सेल निर्माण के लिए एक और उपयोग प्रस्तावित किया गया था, लेकिन वर्तमान में इसका उपयोग इस उद्देश्य के लिए नहीं किया जाता है।

अनुप्रयोग
इलेक्ट्रॉनिक्स थर्मल प्रबंधन में उपयोग के लिए बोरॉन आर्सेनाइड सबसे आकर्षक है। GaN-BAs हेट्रोस्ट्रक्चर बनाने के लिए गैलियम नाइट्राइड ट्रांजिस्टर के साथ प्रायोगिक एकीकरण का प्रदर्शन किया गया है और सिलिकॉन कार्बाइड या डायमंड सबस्ट्रेट्स पर सर्वश्रेष्ठ GaN उच्च-इलेक्ट्रॉन-गतिशीलता ट्रांजिस्टर उपकरणों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन दिखाता है। विनिर्माण बीए कंपोजिट को अत्यधिक संचालन और लचीले थर्मल इंटरफेस के रूप में विकसित किया गया था। पहले सिद्धांतों की गणना ने भविष्यवाणी की है कि कमरे के तापमान पर क्यूबिक बीए की तापीय चालकता उल्लेखनीय रूप से 2,200 W/(m·K) से अधिक है, जो हीरे और ग्रेफाइट की तुलना में है। दोषों के उच्च घनत्व के कारण बाद के मापों से केवल 190 W/(m·K) का मान प्राप्त हुआ। चार-फोनन प्रकीर्णन को शामिल करते हुए हाल ही के पहले-सिद्धांतों की गणना 1400 W/(m·K) की तापीय चालकता की भविष्यवाणी करती है। बाद में, दोष-मुक्त बोरॉन आर्सेनाइड क्रिस्टल को प्रयोगात्मक रूप से महसूस किया गया और 1300 W/(m·K) की अति उच्च तापीय चालकता के साथ मापा गया। सिद्धांत भविष्यवाणियों के अनुरूप। दोषों के छोटे घनत्व वाले क्रिस्टल ने 900-1000 W/(m·K) की तापीय चालकता दिखाई है। क्यूबिक के आकार का बोरॉन आर्सेनाइड सिलिकॉन की तुलना में गर्मी और बिजली के संचालन में बेहतर पाया गया है, साथ ही इलेक्ट्रॉनों और इसके सकारात्मक चार्ज समकक्ष, इलेक्ट्रॉन-छेद दोनों के संचालन में सिलिकॉन की तुलना में बेहतर है।

बाहरी संबंध

 * 2020 paper by Malica and Dal Corso - Temperature dependent elastic constants and thermodynamic properties of BAs: An ab initio investigation
 * Matweb data
 * High ambipolar mobility in cubic boron arsenide, Science
 * High ambipolar mobility in cubic boron arsenide, Science
 * High ambipolar mobility in cubic boron arsenide, Science