图 10
制得的这个衍生物是所谓聚亚氨基铝烷类化合物(带不同烷基和芳香基的 Al-N 化合物)中的一个。聚亚氨基铝烷类化合物具有多种结构, 通式为(RAlNR′)n,式中 R 和 R′分别为与 Al 和与 N 相连的烷基和芳香基。这些铝烷为“饱和”化合物,与 Al 原子和 N 原子相连的键是单键, 式中的 n 值等于或大于 4。n 值小于 4 的化合物暗示 Al-N 之间有多重键存在(环铝氮烷的 n 值等于 3)。已报道的环铝氮烷衍生物中 Al-N 键长
(0.178nm)比聚亚氨基铝烷分子中单键的键长(0.189-0.198nm)要短, 这一事实支持前者分子中存在多重键。然而,对它的化学性质的初步研究表明,它与环硼氮烷一样,缺少那种由π电子云均匀地离域分布在平
面环的六个原子上所具有的完全芳香性。由于氮的电负性比铝大,相信 N 上的电子云密度大于 Al 上的。
主族元素化学研究中1988 年取得的另一激动人心的进展是合成了砷基镓烷,砷基镓烷不难用化学方法转化成砷化镓(GaAs),后者是现代电子技术中用途广泛的Ⅲ-Ⅴ族半导体。下一代集成电路中将会用到由GaAs 那样的新材料制成的快速元件。制备砷化镓薄膜的标准程序很麻烦,而且要用毒性很大的起始物料 AsH3。具体地说,GaAs 的制备以下述高温反应的金属有机化合物蒸气沉积(MOCVD)过程为基础:
(CH3)3Ga+AsH3→GaAs+3CH4
许多研究组正在寻找制备 GaAs 的其他母体化合物和新的合成路线。Klaus Theopold 及其合作者(Cornell University,Ithaca,NY)合成并表征了第一个砷基镓烷单体,并用化学法将其转化为半导体 GaAs(见图 11)。
X-射线结构测定表明,单体(c)的 Ga-As 键比较短(0.243nm)。
- 的戊烷溶液中加进叔丁醇生成:
(CH3)3COSi(CH3)3 这过程中形成强 Si-O 键促使反应朝移去与 As 相接的基团-OSi(CH3)3 的方向进行,而与 Ga 连接的 C5(CH3)5 基则通过与氢反应被移去。分离溶液中析出的 GaAs 无定形细粉,并于 500℃加热两天得到 GaAs 晶体。尽管形成 GaAs 的反应机理还不清楚,随着无机化学家了解到更多关于主族元素有机金属化合物方面的知识,设计制备Ⅲ-Ⅴ族半导体的新一代母体化合物应该是可能的。