窒化インジウムとは？わかりやすく解説

窒化インジウム
物質名
	別名 Indium(III) nitride
識別情報
CAS登録番号	25617-98-5 ;
3D model (JSmol)	Interactive image; Interactive image;
ChemSpider	105058 ;
ECHA InfoCard	100.042.831
PubChem CID	117560;
UNII	D66UAC005A ;
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID7067112 ;
	InChI InChI=1S/In.N Key: NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/In.N/rInN/c1-2 Key: NWAIGJYBQQYSPW-QCNKTVRGAR ;
	SMILES [In+3].[N-3] ; [In]#N ;
性質
化学式	InN
モル質量	128.83 g/mol
外観	黒色粉末
密度	6.81 g/cm3
融点	1,100 °C (2,010 °F; 1,370 K)
水への溶解度	加水分解
バンドギャップ	0.65 eV (300 K)
電子移動度	3200 cm2/(V.s) (300 K)
熱伝導率	45 W/(m.K) (300 K)
屈折率 (nD)	2.9
構造
結晶構造	ウルツ鉱（六方晶）
空間群	C46v-P63mc
格子定数	a = 354.5 pm, c = 570.3 pm
配位構造	四面体
危険性
	労働安全衛生 (OHS/OSH):
主な危険性	刺激性、アンモニアに加水分解
安全データシート (SDS)	External SDS
関連する物質
その他の; 陰イオン	リン化インジウム; ヒ化インジウム; アンチモン化インジウム
その他の; 陽イオン	窒化ホウ素; 窒化アルミニウム; 窒化ガリウム
関連物質	窒化インジウムガリウム; 窒化インジウムガリウムアルミニウム
	特記無き場合、データは標準状態 (25 °C [77 °F], 100 kPa) におけるものである。

窒化インジウム（ちっかインジウム、indium nitride）は、インジウムと窒素からなる化学式InNの半導体である。バンドギャップが小さく、太陽電池や高速エレクトロニクスに用いられる^[2]。InNのバンドギャップは、現在では温度に応じ〜0.7 eVであることが分かっている^[3]（かつては1.97 eVとされていた）。有効電子静止質量は、高磁場での測定で^[4]^[5]m^*=0.055 m₀と求められた。窒化ガリウムとの三元合金である窒化インジウムガリウム (InGaN) は、赤外線 (0.69 eV) から紫外線 (3.4 eV) の範囲の直接バンドギャップを持つ。

窒化物の半導体を用いた太陽電池の開発が進められている。InGaN合金を用いると、太陽のスペクトルに合ったものが得られる。InNのバンドギャップは、波長1900 nmまでを用いることを可能とするが、このような太陽電池が市販されるまでにはまだ多くの課題がある。p型ドープしたInNやインジウムの多いInGaNは、最大の挑戦の1つである。InNと窒化ガリウムや窒化アルミニウム等の他の窒化物とのヘテロエピタキシャル成長は難しいことが知られている。

InNの薄い多結晶フィルムは高い伝導性を示し、ヘリウム温度では超伝導にもなる。超伝導遷移温度T_cは、フィルムの構造に依存し、4 K以下となる^[6]^[7]。わずか0.03テスラで超伝導性を失う金属インジウムとは異なり、超伝導性は数テスラの高磁場中でも持続する。それにもかかわらず、この超伝導性は、ギンツブルグ-ランダウ理論によると^[8]金属インジウムのチェーン^[6]またはナノクラスタが原因である。

出典

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外部リンク

“Indium Nitride (InN)”. Ioffe Physico-Technical Institute. 2008年6月17日閲覧。

[1] Pichugin, I. G.; Tlachala, M. (1978). “Rentgenovsky analiz nitrida indiya [X-ray analysis of indium nitride]” (Russian). Izvestiya Akademii Nauk SSSR: Neorganicheskie Materialy 14 (1): 175–176.

[2] T. D. Veal, C. F. McConville, and W. J. Schaff (Eds), Indium Nitride and Related Alloys (CRC Press, 2009)

[3] V. Yu. Davydov et al. (2002). “Absorption and Emission of Hexagonal InN. Evidence of Narrow Fundamental Band Gap” (free download pdf). Physica Status Solidi (b) 229: R1. Bibcode: 2002PSSBR.229....1D. doi:10.1002/1521-3951(200202)229:3<r1::aid-pssb99991>3.0.co;2-o.

[4] Goiran, Michel,, (2010). “Electron cyclotron effective mass in indium nitride”. APPLIED PHYSICS LETTERS 96: 052117. Bibcode: 2010ApPhL..96e2117G. doi:10.1063/1.3304169.

[5] Millot, Marius, (2011). “Determination of effective mass in InN by high-field oscillatory magnetoabsorption spectroscopy”. Phys. Rev. B 83: 125204. Bibcode: 2011PhRvB..83l5204M. doi:10.1103/PhysRevB.83.125204.

[inushima-6] T. Inushima (2006). “Electronic structure of superconducting InN” (free download pdf). Sci. Techn. Adv. Mater. 7 (S1): S112. Bibcode: 2006STAdM...7S.112I. doi:10.1016/j.stam.2006.05.009.

[7] Tiras, E.; Gunes, M.; Balkan, N.; Airey, R.; Schaff, W. J. (2009). “Superconductivity in heavily compensated Mg-doped InN”. Applied Physics Letters 94 (14): 142108. Bibcode: 2009ApPhL..94n2108T. doi:10.1063/1.3116120.

[8] Komissarova, T. A.; Parfeniev, R. V.; Ivanov, S. V. (2009). “Comment on "Superconductivity in heavily compensated Mg-doped InN" [Appl. Phys. Lett. 94, 142108 (2009)]”. Applied Physics Letters 95 (8): 086101. Bibcode: 2009ApPhL..95h6101K. doi:10.1063/1.3212864.

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分子式：	InN
その他の名称：	窒化インジウム、インジウムニトリド、インジウムニトライド、Indium nitride、Nitriloindium(III)
体系名：	ニトリロインジウム(III)

表話編歴窒素の化合物
水素化物	NH₃ NH₄⁺ NH₂⁻ N³⁻ NH₂OH N₂H₄ HN₃ N₃⁻ NH₅ (?)
有機化合物	NR₃ >C=NR −CONR₂ −CN HCN CN⁻ (CN)₂ H₂NCN HOCN HNCO HNCS CH₂N₂ –NO –NO₂
窒素酸化物	NO / (NO)₂ N₂O₃ HNO₂ / NO− 2 / NO⁺ NO₂ / (NO₂)₂ N₂O₅ HNO₃ / NO− 3 / NO+ 2 NO₃ HNO / (HON)₂ / N₂O2− 2 / N₂O H₂NNO₂ HO₂NO / ONOO⁻ HO₂NO₂ / O₂NOO⁻ NO3− 4 H₄N₂O₄ / N₂O2− 3
ハロゲン化物	NF NF₂ NF₃ NF₅ (?) NCl₃ NBr₃ NI₃ FN₃ ClN₃ BrN₃ IN₃ NH₂F N₂F₂ NH₂Cl NHF₂ NHCl₂ NHBr₂ NHI₂
半導体	BN AlN GaN SiN InN
酸化数	−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5（強酸性酸化物）

表話編歴インジウムの化合物
二元化合物	InAs InBr InBr₃ InCl（英語版） InCl₃ InF₃ InH₃ InI InI₃ InN In₂O₃ InP In₂S In₂S₃ InSb In₂Se In₂Se₃ In₂Te In₂Te₃
三元化合物	In(CH₃)₃ In(C₅H₅) In(C₅H₅)₃ In(OH)₃
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