Nitreto

Estrutura de cristal de nitreto de lítio.

Nitretos são compostos inorgânicos que apresentam como anion o elemento nitrogênio com estado de oxidação -3 ( N^-3 ) geralmente ligado a metais.[1]

Os nitretos são compostos químicos formados por nitrogênio e possuem uma ampla gama de propriedades e aplicações tais como:

·       Resistência ao calor – refratário;

·       Isolante – B, N, Si₃N₄;

·       Semicondutores – GaN, AlN;

·       Lubrificantes Sólidos – B, N;

·       Ferramentas de corte de fabricação – Si₃N₄;

·       Revestimentos de superfícies – TiN, Fe₂N and

·       Célula de combustível – Li₃N.[2]

Nitreto é definido por compostos formados por nitrogênio e elementos de menor ou igual eletronegatividade. Os nitretos podem ser classificados em cinco categorias gerais que dependem do elemento de ligação, sua estrutura eletrônica e tipo de ligação.[3]

Os nitretos intersticiais são formados pela acomodação do nitrogênio no interstício de metal, a diferença de eletronegatividade e o tamanho atômico entre os átomos é significativamente grande. No entanto, a categoria covalente ocorre quando essa diferença é pequena e a ligação eletrônica é essencialmente covalente. Esta categoria é composta pelos elementos não metálicos do Grupo IIIA (B, Al, Ga, In e Tl), além de Si e P. Os Grupos VIIB e VIIIB formam a categoria de nitretos intermediários, onde os metais de transição (Co, Mn, Fe e Ni) são quimicamente instáveis, cuja ligação química se decompõe rapidamente.[2]

Os nitretos do tipo iônico são compostos por nitrogênio e a maioria dos elementos eletropositivos, como os metais alcalinos e o Grupo III. Há uma grande diferença de eletronegatividade entre estes compostos, mas a ligação atômica é essencialmente iônica.

Os nitretos semicondutores têm propriedades como banda larga (WBG - “Wide Bandgap”), apresentam alta ionicidade, ligações químicas muito curtas, baixa compressibilidade, boa estabilidade térmica e são inertes a ataques químicos e de radiação. Por isso, apresentam grande interesse na indústria, além de não apresentar riscos ao meio ambiente. O material WBG permite a fabricação de dispositivos com a capacidade de operar em temperaturas mais altas e aplicações de comutação de alta potência.[4]

Nitretos Semicondutores

Estrutura cristalina do AlN e GaN (Wurtzita).

Os semicondutores do Grupo III-V, tais como AlN, GaN, InN e suas ligas ternárias e quaternárias emitem e absorvem o comprimento de onda no espectro visível e nos pequenos comprimentos de onda como os espectros violeta e ultravioleta. Este Grupo também tem benefícios como alta seletividade espectral que permite o controle da frequência regulando apenas a composição molar de suas ligas ternárias e facilitando a fabricação de dispositivos de heterojunção, ou multicamadas.[5]

Essas características promovem o desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos e eletrônicos para altas potencias e temperaturas. Exemplos de aplicações de semicondutores são diodos de laser, fotodiodos e sensores de fotocondutividade. Além de emitir e absorver aplicações leves, esses grupos de semicondutores possuem propriedades piezelétricas que permitem a fabricação de dispositivos eletroacústicos para aplicações em altas freqüências como filtros de radiofrequência, sensores e dispositivos MEMS (Microelectromechanics Systems).[6]

Exemplos

• Nitreto de alumínio (${\displaystyle AlN}$)
• Nitreto de titânio (${\displaystyle TiN}$)
• Nitreto de gálio (${\displaystyle GaN}$)
• Nitreto de lítio (${\displaystyle Li_{3}N}$)
• Nitreto de nióbio (${\displaystyle Nb_{3}N}$)
• Nitreto de Urânio (${\displaystyle UN}$)
• Nitreto de arsênio (${\displaystyle AsN}$) [1]
• Nitreto de fosforila (${\displaystyle PON}$) [1]

Ver também

• Combustível nuclear
• Eletrônica
• Nitrato
• Nitrito
• Cerâmica
• Sinterização
• Usinagem
• Indústria metalmecânica

Referências

1. IUPAC, Nomenclature of Inorganic Chemistry [em linha]
2. Pierson, Hugh O. (1996). Handbook of refractory carbides and nitrides : properties, characteristics, processing, and applications. Park Ridge, N.J.: Noyes Publications. ISBN 1591240921. OCLC 49708267 
3. Pastrňák, J.; Roskovcová, L. (1968). «Optical Absorption Edge of AIN Single Crystals». Physica Status Solidi (b) (em alemão). 26 (2): 591–597. doi:10.1002/pssb.19680260223 
4. Yoder, M.N. (Outubro de 1996). «Wide bandgap semiconductor materials and devices». IEEE Transactions on Electron Devices. 43 (10): 1633–1636. doi:10.1109/16.536807 
5. Monroy, E; Omn s, F; Calle, F (1 de abril de 2003). «Wide-bandgap semiconductor ultraviolet photodetectors». Semiconductor Science and Technology. 18 (4): R33–R51. ISSN 0268-1242. doi:10.1088/0268-1242/18/4/201 
6. Akasaki, Isamu; Amano, Hiroshi (15 de setembro de 1997). «Crystal Growth and Conductivity Control of Group III Nitride Semiconductors and Their Application to Short Wavelength Light Emitters». Japanese Journal of Applied Physics (em inglês). 36 (Part 1, No. 9A): 5393–5408. ISSN 0021-4922. doi:10.1143/JJAP.36.5393 

Ligações externas

• Nitretos

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