Gallium(III)-sulfid ist eine anorganische chemische Verbindung des Galliums aus der Gruppe der Sulfide.

Gewinnung und Darstellung

Gallium(III)-sulfid kann durch Reaktion von Gallium mit Schwefel bei 1250 °C gewonnen werden.

${\displaystyle \mathrm {2\ Ga+3\ S\longrightarrow Ga_{2}S_{3}} }$

Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Reaktion von Gallium(III)-oxid oder Gallium(III)-hydroxid mit Schwefelwasserstoff.

${\displaystyle \mathrm {Ga_{2}O_{3}+3\ H_{2}S\longrightarrow Ga_{2}S_{3}+3\ H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {2\ Ga(OH)_{3}+3\ H_{2}S\longrightarrow Ga_{2}S_{3}+6\ H_{2}O} }$

Eigenschaften

Gallium(III)-sulfid ist ein weißer bis gelber geruchloser Feststoff, der mit Wasser reagiert. Er löst sich in wässrigen Säuren und hydrolysiert an Luft langsam mit Schwefelwasserstoff-Entwicklung.

${\displaystyle \mathrm {Ga_{2}S_{3}+4\ H_{2}O\longrightarrow 2\ GaO(OH)+3\ H_{2}S} }$

Die Verbindung tritt in zwei Formen auf. Die Niedertemperaturform α-Ga₂S₃ hat eine Zinkblendestruktur während die Hochtemperaturmodifikation β-Ga₂S₃ eine Wurtzitstruktur bildet. Die Umwandlungstemperatur zwischen den beiden Formen liegt zwischen 550 und 600 °C. Durch mehrere Tage Tempern bei 1000 °C entsteht schließlich als stabile Modifikation eine monokline Überstruktur des Wurtzit-Typs (Raumgruppe Cc (Raumgruppen-Nr. 9)Vorlage:Raumgruppe/9, Gitterparameter a = 11,11 Å, b = 6,395 Å, c = 7,021 Å, β = 121,2°) mit geordneter Verteilung der Metallatome.

Verwendung

Galliumsulfid wird in CIGS-Photovoltaikmodulen als Halbleiter verwendet.

Einzelnachweise

1. 1 2 3 4 5 6 Datenblatt Gallium(III) sulfide, 99.999% (metals basis) bei Alfa Aesar, abgerufen am 27. Februar 2014 (PDF) (JavaScript erforderlich).
2. 1 2 3 4 5 6 Georg Brauer, unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a. (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band 1. Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 857. 
3. ↑ A.J. Downs: Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium, and Thallium. Springer, 1993, ISBN 0-7514-0103-X, S. 162 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
4. ↑ J. Goodyear, W. J. Duffin, G. A. Steigmann: The unit cell of α-Ga₂S₃. In: Acta Crystallographica. 14, S. 1168–1170, doi:10.1107/S0365110X61003399.
5. ↑ C.Y. Jones, J.C. Bryan, K. Kirschbaum, J.G.Edwards: Refinement of the crystal structure of digallium trisulfide, Ga₂S₃. In: Zeitschrift für Kristallographie – New Crystal Structures, 216, 2001, S. 327–328, doi:10.1524/ncrs.2001.216.14.349.
6. ↑ Copper Indium Gallium Diselenide Website des Office of Energy Efficiency & Renewable Energy, US Department of Energy. Abgerufen am 23. März 2016