Фосфиды

ЧТО ТАКОЕ ФОСФИДЫ

Это соединения    фосфора с более электроположительными элементами. Различают фосфиды щелочных и щелочноземельных металлов, а также металлов подгрупп меди и цинка с преим. ионными и ионно-ковалентными связями; фосфиды переходных металлов с металло-ковалентной связью и Ф. неметаллов  с  преим. ковалентной связью. В виде природных минералов фосфиды не встречаются.

Кристаллизуются чаще всего в структурах типа сфалерита, NaCl,    Mn₂О₃, Na₂As, Fe₃P, МnР и FeS₂. Фосфиды неметаллов и т. н. полуметаллов — диэлектрики либо полупроводники (напр., АlР, GaP, InP,  AsP).  Фосфиды  металлов подгрупп меди и цинка с высоким содержанием фосфора также обладают полупроводниковыми свойствами (напр., СuР₂, AgP₂, Zn₃P₂, Cd₃P₂). Фосфиды переходных металлов по физ. св-вам близки либо к полупроводникам (VP, NbP, ТаР), либо к металлам (TiP, ZrP, PdP).

Некоторые фосфиды переходных  металлов — ферромагнетики (СоР, Fe3P). Ф.— твердые соединения, нерастворимые в органических растворителях. Многие Ф. тугоплавки (t_пл АlР—2470 К, GaP — 1850 К). Ф. щелочных и щелочноземельных металлов, а также алюминия легко разлагаются водой с выделением фосфина РН₃, весьма ядовитого газа.

Фосфиды меди, ртути, золота, хрома, марганца, железа и др. переходных металлов стойки в воде и разлагаются сильными к-та-ми. Ф. бора устойчив к действию сильных к-т и щелочей. Под действием окислителей Ф. окисляются до солей фосфорных к-т. Фосфиды получают: синтезом из компонентов (одно- или двухтемпературным ампульным синтезом или синтезом под давлением).

Осаждением из газовой фазы (фосфорсодержащими реагентами служат летучие или газообразные соединения фосфора); взаимодействием окислов металлов с фосфорсодержащими реагентами  (наиболее известен  метод фосфидизации  окислов  фосфином); обменной фосфидизацией (взаимодействием металла или хлорида металла, фосфид к-рого хотят получить, с Ф. других металлов); термическим восстановлением фосфатов металлов водородом или углеродом; электролизом.

Применение фосфидов

Разработаны методы выращивания монокристаллов фосфиды, в частности фосфиды галлия и индия, а также способы их легирования. Наиболее широкое применение нашли Ф. галлия и индия  в  качестве  полупроводниковых материалов с большой шириной запрещенной зоны (2,24 и 1,27 эв при т-ре 300 К) и оптоэлектронных материалов.

Кроме того, их применяют в  сцинтилляционных  счетчиках  и фотоэлектронных   умножителях,   а также в солнечных батареях, эксплуатируемых при высоких т-рах. Разработаны методы выращивания слитков и эпитаксиальных монокристаллов твердых растворов Ф. галлия — Ф. индия, Ф. галлия — арсенида галлия. Растворы Ф. галлия — арсенида галлия  служат источниками когерентного излучения (лазеров) в диапазоне длин волн 6200—8400 А, а также источниками видимого некогерентного излучения.

Перспективно их использование в фотоэлементах и фотопреобразователях солнечной энергии, а также в высокотемпературных выпрямителях. Перспективными полупроводниковыми материалами являются двойные Ф.: CdSnP₂, CdGeP₂, CdSiP₂, ZnSnP₂ и ZnSiP₂.

Фосфиды применяют как фосфорсодержащие агенты для модифицирования сплавов, напр. заэвтектических силуминов. Фосфиды меди (Сu₃Р) используют как раскислитель при производстве бронз и для пайки латуни (вместо серебряного припоя). Образование Ф. никеля и железа на поверхности трущихся деталей используют для повышения их износостойкости.

Статья на тему фосфиды