Nitrure d'aluminium
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Le nitrure d'aluminium est un semiconducteur III-V à gap direct de 6,015 eV[3] à 300 K. De formule chimique AlN, il s'agit d'une céramique réfractaire dont la conductivité thermique peut atteindre 321 W/m/K[7]. Il présente ainsi la particularité d'être à la fois isolant électrique et conducteur thermique, avec des conductivités mesurées de 25 à 319 W/m/K selon la structure du matériau, telle que monocristal[8], couche mince[9] ou nanofil[10]. Il est également résistant à l'oxydation et à l'abrasion, et présente des propriétés piézoélectriques intéressantes, avec un coefficient d33 compris entre 3,4[11] et 5,0[12] pm/V et un coefficient de couplage électromécanique voisin de 7 %[13].
Nitrure d'aluminium | ||
__ Al3+ __ N3- Structure cristalline wurtzite du nitrure d'aluminium. En haut : poudre d'AlN. |
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Identification | ||
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Nom UICPA | azanylidynealumane | |
Nom systématique | nitrure d'aluminium(III) | |
Synonymes |
nitrure d'aluminium |
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No CAS | 24304-00-5 | |
No ECHA | 100.041.931 | |
No CE | 246-140-8 | |
No RTECS | BD1055000 | |
PubChem | 90455 | |
SMILES | ||
InChI | ||
Apparence | poudre beige inodore[1] | |
Propriétés chimiques | ||
Formule | AlN [Isomères] |
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Masse molaire[2] | 40,988 2 ± 0,000 2 g/mol Al 65,83 %, N 34,17 %, |
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Propriétés physiques | ||
T° fusion | 2 400 °C[1] (décomposition) | |
Masse volumique | 3,26 g/cm3[1] | |
Propriétés électroniques | ||
Bande interdite | 6,015 eV[3] | |
Cristallographie | ||
Système cristallin | hexagonal[4] | |
Symbole de Pearson | hP4 | |
Classe cristalline ou groupe d’espace | P63mc (no 186) [4] hexagonal Hermann-Mauguin : |
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Notation Schönflies | C4 6v |
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Structure type | wurtzite[5] | |
Paramètres de maille | a = 311,0 à 311,3 pm, c = 497,8 à 498,2 pm[6] | |
Précautions | ||
SGH[1] | ||
H373 et H410 H373 : Risque présumé d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme |
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Composés apparentés | ||
Autres cations | Nitrure de bore Nitrure de gallium Nitrure d'indium |
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Autres anions | Phosphure d'aluminium Arséniure d'aluminium Antimoniure d'aluminium |
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Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | ||
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La structure cristalline du nitrure d'aluminium est de type wurtzite, dans le système hexagonal selon le groupe d'espace P63mc (no 186) avec pour paramètres a = 311,17 pm et c = 497,88 pm. Elle peut également être de type blende, dans le système cubique selon le groupe d'espace F43m (no 216). Le coefficient de dilatation du polymorphe wurzite calculé le long de ses axes cristallographiques vaut 4,2 × 10−6 K−1 le long de l'axe a et 5,3 × 10−6 K−1 le long de l'axe c[14].
Le nitrure d'aluminium est ainsi l'un des rares matériaux à avoir une bande interdite large et à gap direct d'une part (presque deux fois plus large que celles du SiC et du GaN), et une conductivité thermique élevée d'autre part[15]. Ceci provient de sa faible masse atomique, de ses liaisons interatomiques fortes et de sa structure cristalline simple[16]. C'est ce qui rend ce matériau intéressant pour les applications aux réseaux de télécommunications haut débit à forte puissance, permettant notamment une meilleure dissipation thermique que le nitrure de gallium dans les équipements électroniques de puissance et radiofréquence.