Trisilan

Strukturformel
Allgemeines
Name	Trisilan
Summenformel	Si3H8
Kurzbeschreibung	farblose Flüssigkeit
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer (Listennummer)	616-514-9
ECHA-InfoCard	100.132.113
PubChem	139070
ChemSpider	122661
Wikidata	Q610592
Eigenschaften
Molare Masse	92,32 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	0,739 g·cm−3
Schmelzpunkt	−114,8 °C
Siedepunkt	52,8 °C
Dampfdruck	94 Torr (0 °C)
Löslichkeit	löslich in Tetrachlormethan
Brechungsindex	1,4978
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 250‐261‐315‐319‐335
	P: ?
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Trisilan ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Silane, die Struktur ist analog zum Kohlenwasserstoff Propan. Wegen der Kürze der Kette gibt es wie beim Propan keine Isomere.

Gewinnung und Darstellung

Trisilan kann durch Reaktion von Octachlortrisilan mit Lithiumaluminiumhydrid oder durch Pyrolyse von Disilan gewonnen werden.^[1]

\mathrm {Si_{3}Cl_{8}+2\ LiAlH_{4}\longrightarrow Si_{3}H_{8}+2\ LiCl+2\ AlCl_{3}}

Es kann ebenso wie die übrigen Silane auch durch Fraktionierung von Rohsilan isoliert werden, das bei der Säurezersetzung von Magnesiumsilicid oder durch Einwirkung elektrischer Entladungen auf Monosilan entsteht.^[1]

\mathrm {Mg_{2}Si+\ 4H^{+}\ \longrightarrow \ Si_{n}H_{2n+2}}

Eigenschaften

Trisilan ist eine farblose, äußerst oxidationsempfindliche, selbstentzündliche Flüssigkeit mit hohem Dampfdruck, was die Gefahr der Bildung explosiver Gemische mit Luft bedeutet.^[1] Synthese und Handhabung dieser Verbindung muss daher unter einem inerten Schutzgas wie Argon oder Stickstoff in einer Glovebox oder mittels Schlenktechnik erfolgen. Die Verbindung kristallisiert bei −143 °C in der monoklinen Raumgruppe I2/c (Raumgruppen-Nr. 15).^[4]

Verwendung

Trisilan wird zur chemischen Gasphasenabscheidung von Silicium und von Siliciumnitrid bei tiefen Temperaturen verwendet.^[5]^[6] Außerdem dient die Verbindung als Präkursor zur Abscheidung von Siliciumschichten aus flüssigen Siliciumtinten.^[7]^[8] Mögliche Anwendungen dieser Siliciumtinten in der Halbleiterindustrie werden intensiv untersucht.^[9]^[10]

Einzelnachweise

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 658.
↑ ^a ^b Jean d’Ans, Ellen Lax, Roger Blachnik: Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Springer DE, 1998, ISBN 3-642-58842-5, S. 730 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Vorlage:CL Inventory/nicht harmonisiertFür diesen Stoff liegt noch keine harmonisierte Einstufung vor. Wiedergegeben ist eine von einer Selbsteinstufung durch Inverkehrbringer abgeleitete Kennzeichnung von Trisilane im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 3. Dezember 2016.
↑ Maik Gerwig, Uwe Böhme, Mike Friebel, Franziska Gründler, Georg Franze, Marco Rosenkranz, Horst Schmidt, Edwin Kroke: Syntheses and Molecular Structures of Liquid Pyrophoric Hydridosilanes. In: ChemistryOpen. Band 9, Nr. 7, Juli 2020, S. 762–773, doi:10.1002/open.202000152, PMID 32728519, PMC 7383127 (freier Volltext).
↑ TRISILANE. In: Gelest, Inc. Abgerufen am 17. Dezember 2024 (englisch).
↑ Masud Akhtar, Herbert A. Weakliem: Hydrogenated Amorphous Silicon Alloys Prepared by CVD of Higher Silanes. In: MRS Online Proceedings Library. Band 70, Nr. 1, 1. Dezember 1986, S. 43–48, doi:10.1557/PROC-70-43.
↑ Maik Gerwig, Uwe Böhme, Mike Friebel: Challenges in the Synthesis and Processing of Hydrosilanes as Precursors for Silicon Deposition. In: Chemistry – A European Journal. Band 30, Nr. 33, 12. Juni 2024, doi:10.1002/chem.202400013.
↑ Tatsuya Shimoda: Nanoliquid Processes for Electronic Devices: Developments of Inorganic Functional Liquid Materials and Their Processing. Springer Singapore Pte. Limited, Singapore 2019, ISBN 978-981-13-2952-4.
↑ Mark A. M. Leenen, Volker Arning, Heiko Thiem, Jürgen Steiger, Ralf Anselmann: Printable electronics: flexibility for the future. In: physica status solidi (a). Band 206, Nr. 4, April 2009, S. 588–597, doi:10.1002/pssa.200824428.
↑ Torsten Bronger, Paul H. Wöbkenberg, Jan Wördenweber, Stefan Muthmann, Ulrich W. Paetzold, Vladimir Smirnov, Stephan Traut, Ümit Dagkaldiran, Stephan Wieber, Michael Cölle, Anna Prodi‐Schwab, Odo Wunnicke, Matthias Patz, Martin Trocha, Uwe Rau, Reinhard Carius: Solution‐Based Silicon in Thin‐Film Solar Cells. In: Advanced Energy Materials. Band 4, Nr. 11, August 2014, doi:10.1002/aenm.201301871.

[brauer-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 658.

[Jean_d'Ans,_Ellen_Lax,_Roger_Blachnik-2] Jean d’Ans, Ellen Lax, Roger Blachnik: Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Springer DE, 1998, ISBN 3-642-58842-5, S. 730 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[3] Vorlage:CL Inventory/nicht harmonisiertFür diesen Stoff liegt noch keine harmonisierte Einstufung vor. Wiedergegeben ist eine von einer Selbsteinstufung durch Inverkehrbringer abgeleitete Kennzeichnung von Trisilane im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 3. Dezember 2016.

[4] Maik Gerwig, Uwe Böhme, Mike Friebel, Franziska Gründler, Georg Franze, Marco Rosenkranz, Horst Schmidt, Edwin Kroke: Syntheses and Molecular Structures of Liquid Pyrophoric Hydridosilanes. In: ChemistryOpen. Band 9, Nr. 7, Juli 2020, S. 762–773, doi:10.1002/open.202000152, PMID 32728519, PMC 7383127 (freier Volltext).

[5] TRISILANE. In: Gelest, Inc. Abgerufen am 17. Dezember 2024 (englisch).

[6] Masud Akhtar, Herbert A. Weakliem: Hydrogenated Amorphous Silicon Alloys Prepared by CVD of Higher Silanes. In: MRS Online Proceedings Library. Band 70, Nr. 1, 1. Dezember 1986, S. 43–48, doi:10.1557/PROC-70-43.

[7] Maik Gerwig, Uwe Böhme, Mike Friebel: Challenges in the Synthesis and Processing of Hydrosilanes as Precursors for Silicon Deposition. In: Chemistry – A European Journal. Band 30, Nr. 33, 12. Juni 2024, doi:10.1002/chem.202400013.

[8] Tatsuya Shimoda: Nanoliquid Processes for Electronic Devices: Developments of Inorganic Functional Liquid Materials and Their Processing. Springer Singapore Pte. Limited, Singapore 2019, ISBN 978-981-13-2952-4.

[9] Mark A. M. Leenen, Volker Arning, Heiko Thiem, Jürgen Steiger, Ralf Anselmann: Printable electronics: flexibility for the future. In: physica status solidi (a). Band 206, Nr. 4, April 2009, S. 588–597, doi:10.1002/pssa.200824428.

[10] Torsten Bronger, Paul H. Wöbkenberg, Jan Wördenweber, Stefan Muthmann, Ulrich W. Paetzold, Vladimir Smirnov, Stephan Traut, Ümit Dagkaldiran, Stephan Wieber, Michael Cölle, Anna Prodi‐Schwab, Odo Wunnicke, Matthias Patz, Martin Trocha, Uwe Rau, Reinhard Carius: Solution‐Based Silicon in Thin‐Film Solar Cells. In: Advanced Energy Materials. Band 4, Nr. 11, August 2014, doi:10.1002/aenm.201301871.

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