用于生产高纯度半导体的碲化锑

Sb2Te3 是一种基础的功能材料‚在掺杂基础上主要应用其温差电特性作为新型能源如太阳能和应用其固态相变特性作为随机存储器的关键材料。其中下一代基于CMOS （complementary metal oxidesemiconductor） 技术的电脉冲致相变随机存储器需要在GeTe-Sb2Te3 体系的背景下寻找更合适的材料Sb2Te3 的热力学稳定相为六方结构‚空间群为166（ R-32/m） ‚a ＝0∙43nm‚c ＝3∙04nm。非晶态和面心立方结构亚稳相在电子束辐照下向能量低的热稳态六方结构相转化。

碲化锑的性质：

周期表第V，VI族元素化合物半导体。共价键、离子键结合，有一定的范德瓦尔斯键成分，三角晶系，原胞为菱形六面体。

熔点：     629 °C

相对密度：6.5018g/cm3

分子量：626.30

稳定性： Stable. No

水溶性： Insoluble

颜色与性状：灰色块状。

溶解性：不溶于水。

危险品运输编号:UN 1549 6.1/PG 3

碲化锑的制备：

碲化锑是由氯化锑(Ⅲ)的酸性溶液中通入碲化氢或将元素碲和锑混合物加热而制得。

以SbCl3和K2TeO3为起始原料，按照化学计量比为n(SbCl3)：n(K2TeO3)=2：3称取0.002mol的SbCl3和0.003mol的K2TeO3，并加入到250毫升两口圆底烧瓶中，然后加入0.5g聚乙烯吡咯烷酮、0.5gNaOH和80毫升一缩二乙二醇（用量筒量取），将两口圆底烧瓶置于控温加热套中，设定温度240°C，保温4h，调节转速500r/min。待反应物的温度降至室温转移到100毫升离心管，分别用异丙醇和丙酮各离心3次，离心机转速设为4000r/min，时间4min，离心结束后上层液体变为无色，将下层黑色沉淀取出置于烘箱中70°C烘干6h，最后得到黑色Sb2Te3纳米粉末。

碲化锑的应用

1）  主要用于半导体，光电器件及温差半导体致冷，温差发电等。

2）碲化锑用于制备一种碲化锑/聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)：聚苯乙烯磺酸盐热电复合材料，属于热电复合材料合成领域。其制法为：1)制备碲化锑纳米粉末；2)在真空条件下，对步骤1)制备的碲化锑纳米粉末进行等离子放电烧结，冷却，即得Sb2Te3块体材料；3)对步骤2)制备的Sb2Te3块体材料进行切割，然后浸泡于聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)：聚苯乙烯磺酸盐溶液中，于3℃--5℃下，保存20-40天，即得碲化锑/聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)：聚苯乙烯磺酸盐热电复合材料。其优点为：该工艺能耗低，成本低，工艺简单；本发明的复合材料的热电性能优良，ZT值高。

3）制备高热电性能碲化锑微纳米晶及其块体材料：将锑前驱物溶于多元醇中，然后将前述溶液跟碲前驱物和络合剂混合，于140~180℃下加热搅拌后，冷却至100~120℃后加入还原剂，在120~180℃下反应6~48h得到沉淀，然后用无水乙醇清洗直至清洗液呈中性，清洗后的沉淀物真空干燥得到碲化锑微纳米晶，得到的碲化锑微纳米晶经冷压成片状后在Ar和H2的体积比为92%﹕8%的混合气体中300~400℃退火2~24h得到碲化锑块体材料，所得的碲化锑微纳米晶及其块体材料具有纯度高、热电性能好等特点，且制备方法简单、成本低、易重复、适用于批量化生产，很有商业化前景。

4）制备一种拓扑绝缘体材，属于新材料的制备领域。该扑绝缘体材料为碲化锑/碲分节纳米线阵列或碲纳米圆盘阵列。本发明采用模板辅助的方法，在模板上直接得到规整的碲化锑/碲分节纳米线阵列或碲纳米圆盘阵列，制得的纳米材料为调控材料的拓扑绝缘性能。较之于传统硒化铋材料的制备，本发明具有工艺简单、成本低廉和一次性成型等特点。

5）碲化锑基薄膜材料是目前性能良好且已经广泛研究的热电材料。热电材料是实现热能和电能直接转换的材料,在温差发电、热电制冷等领域具有重要的应用价值和广泛的应用前景。Sb_2Te_3基化合物是室温下性能最好的热电材料之一,经过几十年的研究,室温下块体Sb_2Te_3基材料的热电优值一直徘徊在1左右。随着纳米技术的发展,将热电材料纳米化可增加对载流子和声子的散射,使材料热导率的降低比电导率降低的更为显著,有利于提高材料的热电性能。