Óxido de indio (III)

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El óxido de indio (III) (In2O3) es un compuesto químico, un óxido anfótero de indio.

Propiedades físicas

Estructura de cristal

El óxido de indio amorfo es insoluble en agua pero soluble en ácidos, mientras que el óxido de indio cristalino es insoluble tanto en agua como en ácidos. La forma cristalina existe en dos fases, la cúbica (tipo bixbyita) y la romboédrica (tipo corindón). Ambas fases tienen una banda prohibida de aproximadamente 3 eV. Los parámetros de la fase cúbica se enumeran en el cuadro de información.

La fase romboédrica se produce a altas temperaturas y presiones o cuando se utilizan métodos de crecimiento fuera del equilibrio. Tiene un grupo espacial R3c n.º 167, símbolo de Pearson hR30, a = 0,5487 nm, b = 0,5487 nm, c = 1,4510 nm, Z = 6 y una densidad calculada de 7,31 g/cm3.

Conductividad e magnetismo

Las películas delgadas de óxido de indio dopado con cromo (In2−xCrxO3) son un semiconductor magnético que muestra ferromagnetismo de alta temperatura, estructura cristalina monofásica y comportamiento de semiconductor con alta concentración de portadores de carga. Tiene posibles aplicaciones en espintrónica como material para inyectores de espín.

Las películas policristalinas delgadas de óxido de indio dopado con Zn2+ son altamente conductoras (conductividad ~105 S/m) e incluso superconductoras a temperaturas de helio líquido. La temperatura de transición superconductora Tc depende del dopaje y de la estructura de la película y es inferior a 3,3 K.

Síntesis

Se pueden preparar muestras a granel calentando hidróxido de indio(III) o nitrato, carbonato o sulfato. Se pueden preparar películas delgadas de óxido de indio mediante pulverización catódica de blancos de indio en una atmósfera de argón/oxígeno. Se pueden utilizar como barreras de difusión ("metales de barrera") en semiconductores, por ejemplo, para inhibir la difusión entre el aluminio y el silicio.

Los nanocables monocristalinos se pueden sintetizar a partir de óxido de indio mediante ablación láser, lo que permite un control preciso del diámetro hasta 10 nm. A partir de ellos se fabricaron transistores de efecto de campo. Los nanocables de óxido de indio pueden servir como sensores de proteínas redox sensibles y específicos. El método sol-gel es otra forma de preparar nanocables.

El óxido de indio puede servir como material semiconductor, formando heterouniones con p-InP, n-GaAs, n-Si y otros materiales. Se puede depositar una capa de óxido de indio sobre un sustrato de silicio a partir de una solución de tricloruro de indio, un método útil para la fabricación de células solares.

Reacciones

Cuando se calienta a 700 °C, el óxido de indio(III) forma In2O, (llamado óxido de indio(I) o subóxido de indio), y a 2000 °C se descompone. Es soluble en ácidos pero no en álcalis. Con amoníaco a alta temperatura se forma nitruro de indio:

In2O3 + 2 NH3 → 2 InN + 3 H2O

Con K2O y metal indio se preparó el compuesto K5InO4 que contiene iones tetraédricos InO45−. Al reaccionar con una variedad de trióxidos metálicos se producen perovskitas, por ejemplo:

In2O3 + Cr2O3 → 2InCrO3

Aplicaciones

El óxido de indio se utiliza en algunos tipos de baterías, reflectores infrarrojos de película fina transparentes para la luz visible (espejos calientes), algunos recubrimientos ópticos y algunos recubrimientos antiestáticos. En combinación con dióxido de estaño, el óxido de indio forma óxido de indio y estaño (también llamado óxido de indio dopado con estaño u ITO), un material utilizado para recubrimientos conductores transparentes.

En semiconductores, el óxido de indio se puede utilizar como semiconductor de tipo n y como elemento resistivo en circuitos integrados.

En histología, el óxido de indio se utiliza como parte de algunas formulaciones de tinción.

Véase también

  • Indio
  • óxido de estaño indio
  • semiconductor magnético

Referencias

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