化学量論について

質問

一般にバルク材料はstoichiometricな組成が最も安定な状態であるといわれていますが、それは何故なのでしょうか？
また、off-stoichiometricのことについて知っている方がいれば教えて下さい。よろしくお願いします。

回答No.2

satomichi

stoichiometricな組成であれば、各原子の腕はすべて相互に結合しているので
安定な状態です。

off-stoichiometricの例は、例えば半導体のGaAsやInPにあります。
これらは、15年くらい前までは化合物半導体と呼ばれていましたが
GaAsやInPは実際にはoff-stoichiometricの場合が多いので
化学屋から異論を唱えられてしまいました。化合物とはstoichiometricな組成を言うのであって、基本的にoff-stoichiometricをとるような物質を化合物と呼んではいけないと。それ以降、混晶半導体とか化合物混晶半導体と呼んでいます。
ちなみにGaAsやInPのバルクをstoichiometricに作ることは事実上不可能です。このあたりの事情が、上記の化学屋からの異論につながったのでしょう。

お礼

大変分かりやすいアドバイスありがとうございました。
化学屋さんから言わせれば、化合物は全てstoichiometricな組成であるということなのですね。
また、off-stoichiometricな組成の材料はGaAsやInPにおいて適用される言葉ということなので、自分でも調べてみようと思います。

回答No.1

38endoh

> バルク材料はstoichiometricな組成が最も安定

化学量論的でないバルク材料って何ですか？　言葉の使い方が不適切だと思います。

仮に「化学量論的でないバルク材料＝格子間原子や空格子点の存在によって理想的な組成から外れている材料」と解釈すると，これらの格子欠陥は格子ひずみ伴うため，また欠陥部位の原子はダングリングボンドを持つため，エネルギー的に不安定化させるでしょう。

お礼

ご指摘ありがとうございます。
自分自身の”化学量論的”という言葉の理解が不十分でした。
アドバイスを元にもう少し詳しく自分で調べたいと思います。