ガリウムは記号Gaと原子番号31を持つ化学元素です。柔らかい銀色の金属質の悪い金属であるガリウムは、低温ではもろい固体ですが、室温より少し上で液化し、手で溶けます。それはボーキサイトと亜鉛鉱石で微量に発生します。重要なアプリケーションは、半導体として使用される窒化ガリウムとヒ化ガリウムの化合物で、特に発光ダイオード(LED)で使用されます。元素状ガリウムは自然界には存在しませんが、製錬により簡単に入手できます。非常に純粋なガリウム金属は鮮やかな銀色の色をしており、その固体金属はガラスのように渦巻状に割れます。金属ガリウムは固化すると3.1%膨張するため、凍結により容器が破裂する可能性があるため、ガラスまたは金属の容器での保管は避けられます。ガリウムは、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン、水などのいくつかの材料とだけ高密度の液体状態を共有します。ガリウムはまた、金属格子に拡散することにより、他のほとんどの金属を攻撃します。たとえばガリウムは、Al / Zn合金や鋼の粒界に拡散し、非常に脆くなります。また、ガリウム金属は多くの金属と容易に合金化し、[要出典]、プルトニウム結晶構造の安定化を助けるために最初の原子爆弾のコアに少量使用されました。融点温度が30℃なので、手で金属を溶かすことができます。この金属は、その融点/凝固点以下で過冷却する傾向が強いため、固化するためにシーディングが必要です。ガリウムは、金属(セシウム、ルビジウム、フランシウム、水銀を含む)の1つであり、通常の室温またはその付近で液体であるため、メタルイングラス高温温度計で使用できます。また、金属の最大液体範囲の1つを持つこと、および(水銀とは異なり)高温で蒸気圧が低いことも注目に値します。水銀とは異なり、液体のガリウム金属はガラスや皮膚を濡らし、機械的に扱いにくくします(毒性がはるかに低く、予防措置がはるかに少なくて済みますが)。この理由、および上記の金属汚染の問題と凍結膨張の問題のために、ガリウム金属のサンプルは通常、他のコンテナ内のポリエチレンパケットで供給されます。
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酸化物、硫化物、リン酸塩などのインジウムの特定の化合物は、黄色とオレンジがかった黄色のガラス、および特殊な光学ガラスの製造に使用されます。バリウムまたはカドミウムを含むホウ酸インジウムガラスは、中程度の強度のX線を吸収し、熱中性子よりも高い中性子を吸収できます。ヨウ化インジウムなどのインジウムのハロゲン化物は、メタルハライドランプの添加剤として一般的に使用され、照明の出力を高め、スペクトルの品質を向上させます。インジウムインゴット:台形、滑らかな表面、金属光沢のある白、主にさまざまな合金の製造、特殊溶接、コーティング、電子機器、および高純度インジウムの製造に使用されます。三酸化インジウム:明るい黄色、蛍光スクリーン、ガラス、セラミック、化学試薬などで使用されます。水酸化インジウム:電池、ガラス、セラミック化学薬品などに使用高純度トリメチルインジウム:GAEHIプロセスにおけるインジウム含有化合物や半導体光電機能材料のエピタキシャル成長の原料として主に使用される白色結晶。高純度塩化インジウム:無色または白色の粉末で、主に蛍光体粉末、III-V化合物半導体、低圧ナノランプ、マンガン乾電池、水銀を含まない負極、(亜鉛)耐食添加剤、ITO透明電池に使用されます。インジウムはゲルマニウムトランジスターのドーピング元素であり、PNPゲルマニウムトランジスターの製造には最大量のインジウムが使用されます。新しいアプリケーションで使用されるインジウムの量も年間10〜20%の割合で増加しています。その柔らかい性質のため、金属充填を必要とするいくつかの産業で圧力亀裂にも使用されます。例:高温での真空ギャップ充填材。
ビスマス化合物は、合成繊維やゴムの製造工程で触媒として使用されます。ビスマスは、鉛、スズ、鉄、カドミウムなどの他の金属と組み合わせると、火災検知器や消火器で使用できる低融点の合金を形成します。液体金属は固体になると3.32パーセント膨張するため、ビスマスの合金は高温による損傷を受けやすい物体の鋭い鋳造物を作るのにも使用されます。ビスマスとマンガンの合金であるビスマノールは、1950年代にメリーランド州ホワイトオークにある米海軍条例研究所によって開発された高保磁力(磁化の尺度)の永久磁石であり、小型モーターで使用されていました。ビスマス金属は、ショットと弾丸の鉛の代わりとして使用されます。ビスマスは、原子炉や常温核融合と呼ばれるプロセスを使用して超ウラン元素を製造するためにも使用できます。
二酸化テルル単結晶は音響光学特性に優れ、融点は733.8℃です。構造には3種類あります。1つは赤金正方晶、もう1つは板状チタン正方晶、3番目はルチル変形正方晶です。 3番目の構造は人工的に成長できる唯一の結晶で、酸素イオンは六角形の歪んだ八面体を形成し、テルルイオンは八面体ボイドに入ります。各単結晶セルには、TeO2の4つの分子と各八面体の3つのエッジが含まれています。ラマンスペクトルは、物質の構造を研究するための重要な方法の1つです。早くも1970年に、パイン等。英国では、85および295Kの温度でTeO2の偏光ラマンスペクトルを測定しました。ルチライトやアルファ石英などのいくつかの類似の酸化物と比較すると、そのラマンスペクトルのピークは非常に強く鋭いです。結晶成長メカニズムは、現在の結晶理論で多くの研究が行われており、科学者によって多くの注意が払われている問題です。結晶成長は最終的に固液表面で行われるため、固液界面の構造と挙動が成長メカニズムに決定的な役割を果たします。溶融法によるTeO2結晶成長の固液境界層構造の高温ラマンスペクトル特性に関する研究を行いました。これは、結晶成長境界層の微細構造をよりよく理解して研究するのに役立ち、説明を提供します。機能性結晶材料の成長メカニズムに関する研究の基礎。下の図は、室温の001面および110面の室温におけるTeO2結晶の固体のラマンスペクトルを示しています。そのスペクトル線のメインスペクトルピークは、基本的にTeO2 T = 300Kのピークと一致しています。群論分析に基づいて、室温でのスペクトルピークを特定できます。この図では、2つのスペクトル線がはっきりしており、スペクトルのピークがシャープです。 648cm-1の強いピークは、正方晶系の特徴的なピークです。 200cm-1未満のスペクトルピークは、TeO2セルの八面体間の相対的な振動と長距離秩序格子振動によって引き起こされます。 200-800cm-1のスペクトルピークは、Te-Oの収縮および曲げ振動に対応します。面001および110の200-800cm-1の振動モードは分析的に特定され(表1および表2に示すように)、面001の200-800cm-1のスペクトルピークには3つの振動モードがありました:対称Te-O収縮、反対称Te-O収縮、面内角度曲げ、合計4つの振動膜。