化学气相传输

科技工作者之家 2020-11-17

化学气相传输法就是一种固体或液体物质A在一定的温度下与一种气体B反应,形成气相产物,这个气相反应产物在体系的不同温度部分又发生逆反应,结果重新得到A。此过程好像一个升华或蒸馏过程,但是在这样一个温度下,物质A并没有经过一个它应该有的有的蒸汽相,所以称为化学气相传输法。1

简介化学气相传输法是20世纪70年代由德国科学家Schafer提出来的技术。经过三十多年的发展,该方法在固相合成、纯化以及晶体生长等方面都产生了重要的影响。在这种方法中,非挥发性的反应物或产物都可以在传输剂存在下在一定的温度梯度内发生传输。

这种方法也可用于将不挥发及易分解的物质在远低于它们直接挥发的温度下转化为优质单晶。

举例1、 以单相物质的化学传输为例说明其原理,一个典型例子是ZnS的传输,在传输中发生如下化学反应:

ZnS(s)+I2(g)→Znl2(g)+S2(g)

I 2为输运剂,所有的产物均为气体。由于反应是吸热的,平衡常数及ZnI2(g)、S2(g)分压随温度降低而降低,这就意味着当ZnS传输到冷区时就会转化为ZnS晶体。

2、 红色Cu2O在痕量HCl存在下的化学传输:

Cu2O(S)+2HCI(g)→2/3Cu3Cl3(g)+H2O(g)

反应是放热的,Cu2O从600℃的低温区传输到900℃的高温区。许多元素可以氧化物和卤化物的形式传输,而且许多卤化物在形成复合卤化物时,与单独卤化物相比,能在更低温度下传输。2

特点化学气相传输法的特点是能获得亚稳相单晶。下图列出了气相传输法生长的晶体和所用传输剂。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学

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