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Trimetilindio

El trimetilindio , a menudo abreviado como TMI o TMIn , es un compuesto organoindio con la fórmula In(CH 3 ) 3 . Es un sólido pirofórico incoloro. [2] A diferencia del trimetilaluminio , pero similar al trimetilgalio , el TMI es monomérico. [3]

Preparación

El TMI se prepara mediante la reacción del tricloruro de indio con metil litio . [2] [4]

InCl3 + 3 LiMe → Me3In.OEt2 + 3 LiCl​​  

Propiedades

En comparación con el trimetilaluminio y el trimetilgalio , el InMe 3 es un ácido de Lewis más débil . Forma aductos con aminas secundarias y fosfinas . [5] Un complejo con el ligando triazina heterocíclico (Pr i NCH 2 ) 3 forma un complejo con In 6-coordinado, donde los ángulos C-In-C son 114°-117° con tres enlaces largos al ligando tridentado con ángulos N-In-N de 48,6° y enlaces In-N largos de 278 pm. [6]

Estructura

En estado gaseoso el InMe 3 es monomérico, con una estructura trigonal plana, y en solución de benceno es tetramérico. [5] En estado sólido existen dos polimorfos, una fase tetragonal que se obtiene, por ejemplo, por sublimación y una fase romboédrica de menor densidad descubierta en 2005, [7] cuando el InMe 3 recristalizó a partir de una solución de hexano .

En la forma tetragonal, el InMe 3 es tetramérico como en la solución de benceno y hay puentes entre los tetrámeros para dar una red infinita. Cada átomo de indio tiene cinco coordenadas, en una configuración plana trigonal distorsionada , los tres enlaces más cortos (aproximadamente 216 pm) son los del plano ecuatorial, con enlaces axiales más largos, 308 pm para los enlaces In-C que unen las unidades InMe 3 para formar los tetrámeros y 356 pm para el In-C que une los tetrámeros en una red infinita. [8] Las estructuras en estado sólido de GaMe 3 y TlMe3 son similares. [8] La asociación en estado sólido explica el alto punto de fusión de 89°-89,8 °C en comparación con el trietilindio que se funde a -32 °C. [5]

La forma romboédrica de InMe 3 consiste en hexámeros cíclicos con anillos de 12 miembros (InC) 6 en una conformación de silla extendida . Los hexámeros están interconectados en una red infinita. Los átomos de indio tienen cinco coordenadas; las distancias ecuatoriales In-C promedian 216,7 pm, casi idénticas a la media de la forma tetragonal, y los enlaces axiales son 302,8 pm que unen las unidades InMe 3 en hexámeros y 313,4 pm que unen los hexámeros para formar la red infinita. [7]

Aplicación a la microelectrónica

El indio es un componente de varios semiconductores compuestos , incluidos InP, InAs, InN , InSb , GaInAs , InGaN , AlGaInP , AlInP y AlInGaNP. Estos materiales se preparan mediante epitaxia en fase de vapor metalorgánica ( MOVPE ) y el TMI es la fuente preferida para el componente indio . La alta pureza en TMI (99,9999 % puro o mayor) es esencial para muchas de estas aplicaciones. Para algunos materiales, se observan movilidades de electrones tan altas como 287 000 cm²/Vs a 77 K y 5400 cm²/Vs a 300 K, y una concentración de portadores de fondo tan baja como 6×10 13 cm −3 . [9] [10]

Ecuación de presión de vapor

La ecuación de presión de vapor log P (Torr) = 10,98–3204/T (K) describe TMI dentro de una amplia gama de condiciones de crecimiento de MOVPE . [11]

Seguridad

TMI es pirofórico . [12]

Referencias

  1. ^ "Trimetilindio - Base de datos de sustancias químicas públicas de PubChem". The PubChem Project . EE. UU.: Centro Nacional de Información Biotecnológica. 27 de marzo de 2005. Descriptores calculados a partir de la estructura . Consultado el 21 de septiembre de 2011 .
  2. ^ ab Bradley, DC; Chudzynska, HC; Harding, IS (1997). "Trimetilindio y trimetilgalio". Síntesis inorgánica . Vol. 31. págs. 67–74. doi :10.1002/9780470132623.ch8. ISBN 978-0-471-15288-0.
  3. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . pág. 262. ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ Compuestos del grupo principal en Síntesis inorgánica, vol. 31, Schultz, Neumayer, Marks; Ed., Alan H. Cowley, John Wiley & Sons, Inc., 1997, ISBN 0471152889 
  5. ^ abc CVD de semiconductores compuestos, síntesis de precursores, desarrollo y aplicaciones , Anthony C. Jones, Paul O'Brien, John Wiley & Sons, 2008, ISBN 3527292942 
  6. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . pág. 263. ISBN 978-0-08-037941-8.
  7. ^ ab Lewiński, Janusz; Zachara, Janusz; Starowieyski, Kazimierz B.; Justyniak, Iwona; Lipkowski, Janusz; Enterrar, Wojciech; Kruk, Przemysław; Woźniak, Robert (2005). "Una segunda forma polimórfica de trimetilindio: topología de arquitecturas supramoleculares de trimetilos del grupo 13". Organometálicos . 24 (20): 4832–4837. doi :10.1021/om050386s. ISSN  0276-7333.
  8. ^ ab Química inorgánica , (2.ª edición), Catherine E. Housecroft, Alan G. Sharpe, Pearson Education, 2005, ISBN 0130399132 , ISBN 978-0130399137  
  9. ^ Shenai, Deo V.; Timmons, Michael L.; Dicarlo, Ronald L.; Lemnah, Gregory K.; Stennick, Robert S. (2003). "Correlación de la ecuación de presión de vapor y las propiedades de la película con la pureza del trimetilindio para los compuestos III–V cultivados con MOVPE". Journal of Crystal Growth . 248 : 91–98. Bibcode :2003JCrGr.248...91S. doi :10.1016/S0022-0248(02)01854-7.
  10. ^ Shenai, Deodatta V.; Timmons, Michael L.; Dicarlo, Ronald L.; Marsman, Charles J. (2004). "Correlación de las propiedades de la película y concentraciones reducidas de impurezas en fuentes para III/V-MOVPE utilizando trimetilindio y terc-butilfosfina de alta pureza". Journal of Crystal Growth . 272 ​​(1–4): 603–608. Bibcode :2004JCrGr.272..603S. doi :10.1016/j.jcrysgro.2004.09.006.
  11. ^ Shenai-Khatkhate, Deodatta V.; Dicarlo, Ronald L.; Ware, Robert A. (2008). "Ecuación precisa de presión de vapor para trimetilindio en OMVPE". Journal of Crystal Growth . 310 (7–9): 2395. Bibcode :2008JCrGr.310.2395S. doi :10.1016/j.jcrysgro.2007.11.196.
  12. ^ Química de los materiales (2000); doi :10.1021/cm990497f

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