Was ist Indium(III)-oxid?
Indium(III)-oxid ist eine anorganische Verbindung, die durch Oxidation von Indium hergestellt wird und hauptsächlich als Halbleiter- und Anzeigematerial verwendet wird.
Es hat die chemische Formel In2O3, ein Molekulargewicht von 277,63 und die CAS-Registrierungsnummer 1312-43-2. Es ist in Säure löslich und in Wasser unlöslich.
Anwendungen von Indium(III)-oxid
Indium(III)-oxid ist als Rohstoff für transparente, leitfähige Indium-Zinn-Oxid (ITO)-Filme bekannt, die durch Zugabe von Zinnoxid hergestellt werden. ITO-Folien aus Indium(III)-oxid werden in folgenden Bereichen eingesetzt:
1. Transparente leitfähige Folien
ITO-Folien werden aufgrund ihrer Transparenz und elektrischen Leitfähigkeit als transparente leitende Folien verwendet. Transparente leitfähige Folien werden in Touchpanels für Smartphones und Tablets sowie in Anzeigegeräten wie LCDs und organischen EL-Panels verwendet.
2. Solarzellen
ITO-Schichten werden auch als Elektroden in Solarzellen verwendet. An der ITO-Elektrode werden Elektronen gesammelt, die durch die Absorption von Licht durch Halbleitermaterialien wie Silizium, das als lichtabsorbierende Schicht der Solarzelle dient, erzeugt werden.
3. Elektronische Materialien
ITO-Filme werden auch bei der Herstellung von elektronischen Materialien wie LCD-Hintergrundbeleuchtungen und Elektroden für Leuchtdioden (LED) verwendet. Es wird auch bei der Herstellung von Halbleitermaterialien verwendet.
Eigenschaften von Indium(III)-oxid
Indium(III)-oxid ist eine Verbindung, die aus Indium und Sauerstoff besteht, mit der chemischen Formel In2O3. Indium(III)-oxid allein und Materialien, die mit geringen Mengen an metallischen Elementen in Indium(III)-oxid dotiert sind, haben die folgenden besonderen Eigenschaften. Indium(III)-oxid wird aufgrund seiner Eigenschaften in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt, z. B. in der Halbleiter- und Displayindustrie.
1. Transparenz
Indium(III)-oxid weist eine hohe Transparenz in Bezug auf sichtbares Licht auf. Insbesondere weist es eine hohe Transparenz im Wellenlängenbereich von ultravioletter bis nahinfraroter Strahlung auf.
2. Leitfähigkeit
Das Material ist leitfähig bis halbleitend. Es kann trotz seiner Transparenz Elektrizität leiten und wird häufig als Material für transparente leitfähige Folien verwendet.
3. Hitzebeständigkeit
Das Material ist bei hohen Temperaturen stabil. Es wird daher auch in Herstellungsprozessen verwendet, die Hochtemperaturprozesse erfordern.
4. Chemische Stabilität
Das Material ist an der Luft stabil. Als Oxid ist es chemisch stabil gegen Säuren und Laugen.
5. Magnetische Eigenschaften
Es ist paramagnetisch und wird durch Magnetfelder nicht magnetisiert.
Weitere Informationen über Indium(III)-oxid
Methoden zur Herstellung von Indium(III)-oxid
1. Thermische Oxidationsmethode
Bei dieser Methode wird metallisches Indium bei hohen Temperaturen verbrannt und das gebildete Oxid zurückgewonnen. Zur Beschleunigung der Oxidationsreaktion wird Sauerstoff oder Luft zugeführt. Produktqualität und Ausbeute können durch Anpassung der Sauerstoffzufuhr und der Reaktionstemperatur gesteuert werden.
2. Hydrothermales Verfahren
Bei diesem Verfahren werden Wasser und Indiumsalze gemischt und in Wasser bei hoher Temperatur und hohem Druck zur Reaktion gebracht. Die bei dieser Reaktion entstehenden Oxide zeichnen sich durch eine einheitliche Partikelgröße und -form sowie eine hohe Kristallinität aus. Durch Anpassung der Reaktionsbedingungen lassen sich unterschiedliche Formen der Oxide erzielen.
3. Fällungsmethode
Bei dieser Methode wird einer wässrigen Lösung, die Indiumionen enthält, ein alkalisches Mittel wie Ammoniak oder Natriumcarbonat zugesetzt, um den pH-Wert zu erhöhen und eine Reaktion auszulösen. Der durch die Reaktion entstandene Niederschlag wird durch Zentrifugieren oder Filtrieren gesammelt und getrocknet, um Indium(III)-oxid zu erhalten. Diese Methode ist in der Industrie weit verbreitet, da die Reaktionsgefäße relativ einfach zu handhaben sind und die Produktqualität gleichmäßig gehalten werden kann.
Die Bildung transparenter, leitfähiger Schichten wird durch Sputtern erreicht, eine Abscheidungstechnik, bei der Hochspannung unter Inertgas angelegt wird und die die Bildung dünner und gleichmäßiger Schichten ermöglicht.