इंडियम एंटीमोनाइड

इंडियम एंटीमोनाइड (InSb) रासायनिक तत्वों इंडियम (In) और सुरमा (Sb) से बना एक क्रिस्टलीय रासायनिक यौगिक है। यह बोरॉन समूह-नाइट्रोजन समूह समूह से एक नैरो-बैंड गैप अर्धचालक  सामग्री है, जिसका उपयोग इन्फ्रारेड डिटेक्टरों में किया जाता है, जिसमें थर्मोग्राफी कैमरे, फॉरवर्ड लुकिंग इन्फ्रारेड सिस्टम, इन्फ्रारेड होमिंग  मिसाइल मार्गदर्शन  सिस्टम और  अवरक्त खगोल विज्ञान  सम्मिलित हैं। इंडियम एंटीमोनाइड डिटेक्टर 1 और 5 माइक्रोन के बीच अवरक्त तरंग दैर्ध्य के प्रति संवेदनशील होते हैं।

इंडियम एंटीमोनाइड पुराने, सिंगल-डिटेक्टर यंत्रवत् स्कैन किए गए थर्मल इमेजिंग सिस्टम में एक बहुत ही सामान्य डिटेक्टर था। एक अन्य अनुप्रयोग एक टेराहर्ट्ज़ विकिरण स्रोत के रूप में है क्योंकि यह एक कठोर फोटो-डेम्बर प्रभाव | फोटो-डेम्बर उत्सर्जक है।

इतिहास
1951 में लियू और पेरेटी द्वारा पहली बार इंटरमेटेलिक यौगिक की सूचना दी गई थी, जिन्होंने इसकी एकरूपता सीमा, संरचना प्रकार और जाली स्थिरांक दिया था। InSb के पॉलीक्रिस्टलाइन सिल्लियां 1952 में हेनरिक वेलकर द्वारा तैयार की गई थीं, चूंकि वे आज के अर्धचालक मानकों द्वारा बहुत शुद्ध नहीं थे। वेल्कर III-V यौगिकों के अर्धचालक गुणों का व्यवस्थित रूप से अध्ययन करने में रुचि रखते थे। उन्होंने नोट किया कि कैसे InSb में एक छोटा प्रत्यक्ष बैंड अंतराल और एक बहुत उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता दिखाई देती है। InSb क्रिस्टल कम से कम 1954 से तरल पिघल से धीमी गति से ठंडा करके उगाए गए हैं।

भौतिक गुण
InSb में कांच की चमक के साथ गहरे भूरे रंग के चांदी के धातु के टुकड़े या पाउडर का आभास होता है। 500 °C से अधिक तापमान के अधीन होने पर, यह पिघल जाता है और विघटित हो जाता है, एंटीमनी और एंटीमनी ट्राइऑक्साइड वाष्प को मुक्त करता है।

क्रिस्टल संरचना 0.648 एनएम जाली स्थिरांक के साथ जिंकब्लेंड (क्रिस्टल संरचना) है।

इलेक्ट्रॉनिक गुण
InSb 300 केल्विन पर 0.17 इलेक्ट्रॉन वोल्ट और 80 K पर 0.23 eV के एनर्जी बैंड गैप के साथ नैरो डायरेक्ट बैंड गैप सेमीकंडक्टर है। डोपिंग (सेमीकंडक्टर) InSb में सबसे बड़ा परिवेश-तापमान इलेक्ट्रॉन गतिशीलता (78000 सेमी2/V⋅s), इलेक्ट्रॉन बहाव वेग, और बैलिस्टिक परिवहन (300 K पर 0.7 μm तक) कार्बन नैनोट्यूब को छोड़कर किसी भी ज्ञात अर्धचालक का।

इंडियम एंटीमोनाइड फोटोडायोड डिटेक्टर फोटोवोल्टिक प्रभाव हैं, जो इन्फ्रारेड विकिरण के अधीन होने पर विद्युत प्रवाह उत्पन्न करते हैं। InSb की आंतरिक क्वांटम दक्षता प्रभावी रूप से 100% है, लेकिन विशेष रूप से निकट बैंडेज फोटॉनों के लिए मोटाई का एक कार्य है। सभी संकीर्ण बैंडगैप सामग्रियों की तरह InSb डिटेक्टरों को समय-समय पर पुन: अंशांकन की आवश्यकता होती है, जिससे इमेजिंग सिस्टम की जटिलता बढ़ जाती है। यह अतिरिक्त जटिलता सार्थक है जहां अत्यधिक संवेदनशीलता की आवश्यकता होती है, उदा। लंबी दूरी की सैन्य थर्मल इमेजिंग सिस्टम में। InSb डिटेक्टरों को भी ठंडा करने की आवश्यकता होती है, क्योंकि उन्हें क्रायोजेनिक तापमान (आमतौर पर 80 K) पर काम करना होता है। बड़ी सरणियाँ (2048×2048 पिक्सेल तक) उपलब्ध हैं। पारा कैडमियम टेलुराइड और प्लेटिनम सिलसाइड समान उपयोग वाली सामग्री हैं।

एल्युमीनियम इंडियम एंटीमोनाइड की परतों के बीच सैंडविच की गई इंडियम एंटीमोनाइड की एक परत क्वांटम अच्छी तरह से  के रूप में कार्य कर सकती है। इस तरह के विषम संरचना में InSb / AlInSb को हाल ही में एक कठोर क्वांटम हॉल प्रभाव प्रदर्शित करने के लिए दिखाया गया है। बहुत तेज ट्रांजिस्टर बनाने के लिए इस दृष्टिकोण का अध्ययन किया जाता है। 1990 के दशक के अंत में इंडियम एंटीमोनाइड से 85 गीगाहर्ट्ज तक की आवृत्तियों पर काम करने वाले  द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर  का निर्माण किया गया था; 200 GHz से अधिक पर काम करने वाले  फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर  की हाल ही में रिपोर्ट की गई है (Intel Corporation/QinetiQ)। कुछ मॉडलों का सुझाव है कि इस सामग्री के साथ टेराहर्ट्ज आवृत्तियों को प्राप्त किया जा सकता है। इंडियम एंटीमोनाइड सेमीकंडक्टर डिवाइस 0.5 V से कम वोल्टेज के साथ काम करने में सक्षम हैं, जिससे उनकी बिजली की आवश्यकता कम हो जाती है।

विकास के तरीके
InSb को तरल अवस्था (Czochralski प्रक्रिया), या लिक्विड फेज एपिटाक्सी, गर्म दीवार एपिटॉक्सी या आणविक बीम एपिटॉक्सी द्वारा मेल्ट को सॉलिड करके उगाया जा सकता है। इसे मेटलऑर्गेनिक [[तरल चरण एपिटॉक्सी]] द्वारा organometallic यौगिकों से भी उगाया जा सकता है।

डिवाइस एप्लिकेशन

 * फोटोडायोड या photoelectromagnetic  डिटेक्टरों का उपयोग करके थर्मोग्राफी डिटेक्टर
 * magnetoresistance या हॉल प्रभाव का उपयोग कर चुंबकीय क्षेत्र सेंसर
 * तेज ट्रांजिस्टर (गतिशील स्विचिंग के संदर्भ में)। यह InSb की उच्च वाहक गतिशीलता के कारण है।
 * स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप पर इन्फ्रारेड ऐरे कैमरा के कुछ डिटेक्टरों में

बाहरी संबंध

 * National Compound Semiconductor Roadmap at the Office of Naval Research
 * Material safety data sheet at University of Texas at Dallas