Arséniure de zinc

L'arséniure de zinc est un composé chimique de formule Zn3As2. Il se présente sous la forme d'un solide gris argenté semiconducteur II-V[3] ayant une largeur de bande interdite de 1,0 eV[4]. Il présente une structure cristalline téragonale centrée dans le groupe d'espace I41cd (no 110) avec les paramètres cristallins a = 1 178 pm et c = 2 364 pm. Les atomes de zinc occupent trois sites cristallographiques distoncts mais sont tous coordonnés aux atomes d'arsenic avec une géométrie tétraédrique tandis que les atomes d'arsenic sont coordonnés chacun à six atomes de zinc. Cette structure est très semblable à celle de l'arséniure de cadmium (en) Cd3As2, du phosphure de zinc Zn3P2 et du phosphure de cadmium (en) Cd3P2, le système quaternaire Zn-Cd-P-As (en) formant des solutions solides continues[5].

Arséniure de zinc
__ Zn2+     __ As3−
Structure cristalline de l'arséniure de zinc
Identification
No CAS 12006-40-5
No ECHA 100.031.338
No CE 234-486-2
PubChem 25147458
SMILES
InChI
Apparence solide gris argenté[1]
Propriétés chimiques
Formule As2Zn3
Masse molaire[2] 345,98 ± 0,06 g/mol
As 43,31 %, Zn 56,7 %,
Propriétés physiques
T° fusion 1 015 °C[1]
Masse volumique 5,528 g·cm-3[1] à 20 °C
Précautions
SGH[1]

Danger
H410, P261, P264, P311, P301+P310, P304+P340 et P403+P233
NFPA 704[1]

 
Transport[1]
-
   1557   
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

D'autres structures sont observées à températures plus élevées[6], une seconde phase tétragonale à 190 °C et une troisième phase à 651 °C[7].

L'arséniure de zinc peut être obtenu en faisant réagir du zinc avec de l'arsenic sous atmosphère d'azote à 700 °C[6] :

3 Zn + 2 As ⟶ Zn3As2.

Il se décompose sous l'action des acides en libérant de l'arsine AsH3[6] :

Zn3As2 + H2SO4 ⟶ 3 ZnSO4 + 2 AsH3.

Dans l'industrie des semiconducteurs, l'arséniure de zinc est utilisé pour le dopage et la production d'arsine[8],[9].

Notes et références
  1. « Fiche du composé Zinc arsenide, 99.999% (metals basis)  », sur Alfa Aesar (consulté le ).
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. (en) Edward D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids, Academic Press, 1998, p. 595. (ISBN 0-12-544423-0)
  4. (en) J. R. Botha, G. J. Scriven, J. A. A. Engelbrecht et A. W. R. Leitch, « Photoluminescence properties of metalorganic vapor phase epitaxial Zn3As2 », Journal of Applied Physics, vol. 86, no 10,‎ , p. 5614-5618 (DOI 10.1063/1.371569, Bibcode 1999JAP....86.5614B, lire en ligne)
  5. (en) V. M. Trukhan, A. D. Izotov et T. V. Shoukavaya, « Compounds and solid solutions of the Zn-Cd-P-As system in semiconductor electronics », Inorganic Materials, vol. 50,‎ , p. 868-873 (DOI 10.1134/S0020168514090143, lire en ligne)
  6. (de) Georg Brauer, en collaboration avec Marianne Baudler, Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie, 3e éd. révisée, vol. I, 1975, p. 1033. (ISBN 3-432-02328-6)
  7. (en) H. Okamoto, « The As-Zn (arsenic-zinc) system », Journal of Phase Equilibria, vol. 13,‎ , p. 155-161 (DOI 10.1007/BF02667479, lire en ligne)
  8. (en) Jeanne Mager Stellman, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety: Chemical, industries and occupations, International Labour Organization, 1998, p. 83.24. (ISBN 92-2109816-8)
  9. (en) Anthony C. Jones et Michael L. Hitchman, Chemical Vapour Deposition: Precursors, Processes and Applications, Royal Society of Chemistry, 2009, p. 546. (ISBN 0-85404-465-5)
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