Диселенид платины
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена
Селенид платины(IV)
Судовиковит | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
ПабХим CID
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| Часть 2 | |
| Молярная масса | 353.026 g·mol −1 |
| Появление | непрозрачный металлик желтовато-белый |
| Плотность | 9.54 |
| Температура плавления | разлагается |
| нерастворимый | |
| Запрещенная зона | 0 (объемный) монослой 1,3 эВ |
| Структура | |
| пространственная группа P 3 m1 164 шестиугольная | |
а = 3,728 [1] , с = 5,031
| |
| октаэдрический | |
| Родственные соединения | |
Другие анионы
|
дисульфид платины дителлурид платины PtSeTe PtSSe |
Другие катионы
|
диселенид палладия NiSeTe |
Родственные селениды платины
|
Любероит Pt 5 Se 4 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Диселенид платины представляет собой дихалькогенид переходного металла с формулой PtSe 2 . Это слоистое вещество, которое можно разделить на слои толщиной до трех атомов. PtSe 2 может вести себя как металлоид или как полупроводник в зависимости от толщины.
Синтез
[ редактировать ]Миноцци был первым, кто сообщил о синтезе диселенида платины из элементов в 1909 году. [2]
Диселенид платины можно получить путем нагревания тонкой платиновой фольги в парах селена при 400 °C. [3] [4]
Поверхность платины 111, подвергнутая воздействию паров селена при температуре 270 °C, образует монослой PtSe 2 . [5]
Помимо этих методов селенизации, PtSe 2 можно получить осаждением в водном растворе Pt(IV), обработанного селеноводородом , или нагреванием тетрахлорида платины с элементарным селеном. [2]
Естественное явление
[ редактировать ]Диселенид платины встречается в природе в виде минерала судовиковита . Назван в честь русского петролога Н.Г. Судовикова, жившего с 1903 по 1966 год. Твердость минерала 2 к 2. 1 / 2 . Sudovikovite was found in the Srednyaya Padma mine, Velikaya Guba uranium-vanadium deposit, Zaonezhie peninsula, Karelia Republic , Russia. [6]
Характеристики
[ редактировать ]Диселенид платины образует кристаллы структуры йодида кадмия . Это означает, что вещество образует слои. Каждый из монослоев имеет центральный слой атомов платины и слой атомов селена сверху и снизу. Эта структура также называется «1Т» и имеет тригональную структуру. Слои слабо связаны друг с другом, и слои можно расслаивать до бислоев или монослоев. [7]
В массе материал полуметаллический, но при уменьшении до нескольких слоев он становится полупроводником. [7] [8] Проводимость сыпучего материала составляет 620 000 См/м. [9]
Спектр РФЭС показывает пик при 72,3 эВ от ядра Pt 4f, а также пики от Pt 5p 3/2. [7] Se 3d 3/2 и 3d 5/2 при 55,19 и 54,39 эВ. [5]
Фононные колебания обозначаются инфракрасными активными A 2u (Se, колеблющимися вне плоскости, противоположной Pt), E u (в слое вибрации, Se напротив Pt) и рамановскими активными A 1g (верхние и нижние атомы Se, выходящие из плоскости в противоположные стороны 205 см −1 ) и E g (В плоскости верхние и нижние атомы Se движутся навстречу 175 см −1 ). В спектре комбинационного рассеяния A 1g уменьшается при измерении стимулированного излучения, поляризованного перпендикулярно входящим лучам. Режим E g смещается в красную сторону при наложении большего количества слоев. (166 см −1 для двухслойной и 155 см −1 для сыпучего материала) Эмиссия A 1g изменяется лишь незначительно при изменении толщины. [7]
Ширина запрещенной зоны рассчитана как 1,2 эВ для монослоев и 0,21 эВ для бислоев. При трехслойном и более толстом слое вещество теряет запрещенную зону и становится полуметаллическим. [5]
PtSe 2 может изменять свою проводимость в присутствии определенных газов, таких как диоксид азота . В течение нескольких секунд NO 2 абсорбируется поверхностью материала PtSe 2 и снижает сопротивление. При отсутствии газа высокое сопротивление снова возвращается примерно через минуту. [3]
Коэффициент Зеебека PtSe 2 составляет 40 мкВ/К. [10]
Хотя чистый диселенид платины немагнитен, было предсказано, что присутствие платиновых вакансий и деформации будет вызывать магнетизм. [11] Более поздние исследования магнитотранспорта [12] действительно показали, что дефектный PtSe 2 проявляет магнитные свойства. Благодаря РККИ- взаимодействию между магнитными Pt-вакансиями это приводит к зависимому от слоя ферромагнитному или антиферромагнитному поведению.
Монослои диселенида платины демонстрируют спиральную спиновую текстуру, чего нельзя ожидать для центросимметричных подобных материалов. Это свойство может быть связано с локальным дипольным эффектом Рашбы . Это означает, что PtSe 2 является потенциальным материалом спинтроники . [13]
Реакции
[ редактировать ]Вода может физически адсорбироваться на поверхности диселенида платины с энергией -0,19 эВ, аналогично кислород с энергией -0,13 эВ. Вода и кислород не вступают в реакцию при слишком высокой температуре, поскольку для разрушения молекул потребуется значительная энергия. [9]
Сравнение
[ редактировать ]Диселенид палладия имеет иную структуру модифицированного пирита . Дителлурид палладия имеет структуру, аналогичную диселениду платины. [14] Дисульфид платины является полупроводником, а дителлурид платины имеет металлическую природу.
Существуют также более сложные вещества с платиной и селеном, в том числе четвертичные халькогениды Rb 2 Pt 3 USe 6 и Cs 2 Pt 3 USe 6. [15]
Жакутингаит представляет собой тройной селенид платины HgPtSe 3 . [16]
Использовать
[ редактировать ]Диселенид платины можно использовать в качестве фотодетектора на плате до среднего инфракрасного диапазона (MIR) со стабильностью в условиях окружающей среды. [17] Также он может работать как катализатор и может быть встроен в полевые транзисторы . [9]
В сочетании с графеном он может выступать в роли фотокатализатора, превращающего воду и кислород в активный гидроксильный радикал и супероксид. Эта реакция работает, когда фотоны производят дырки и электроны. Дырки могут нейтрализовать гидроксид с образованием гидроксила, а электроны присоединяются к кислороду с образованием супероксида. Эти реактивные виды могут минерализовать органические вещества.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Го, GY; Лян, Вайоминг (10 марта 1986 г.). «Электронная структура дихалькогенидов платины: PtS2, PtSe2 и PtTe2». Журнал физики C: Физика твердого тела . 19 (7): 995–1008. Бибкод : 1986JPhC...19..995G . дои : 10.1088/0022-3719/19/7/011 .
- ^ Jump up to: а б Гринволд, Фредерик; Хокон, Харальдсен; Чикшус, Арне (1960). «О сульфидах, селенидах и теллуридах платины» (PDF ) Скандинавская химическая компания Acta . 14 (9): 1879–1893. doi : 10.3891/acta.chem.scand.14-1879 .
- ^ Jump up to: а б «Сверхбыстрые, сверхчувствительные датчики газа PtSe2» . ФизОрг . 13 января 2017 года . Проверено 17 марта 2017 г.
- ^ Йим, Чанён; Ли, Канхо; МакЭвой, Найл; О'Брайен, Мария; Риазимер, Сара; Бернер, Нина С.; Каллен, Конор П.; Котакоски, Яни; Мейер, Янник С.; Лемм, Макс С.; Дюсберг, Георг С. (25 октября 2016 г.). «Высокопроизводительные гибридные электронные устройства из слоистых пленок PtSe2, выращенных при низкой температуре». АСУ Нано . 10 (10): 9550–9558. arXiv : 1606.08673 . дои : 10.1021/acsnano.6b04898 . ПМИД 27661979 . S2CID 22259155 .
- ^ Jump up to: а б с Ван, Линьфэй, Вэй; Сунь, Цзиньбо; Ли, Чэнь; Ван, Юй-Ци; Чжан, Хай-тао, Ивасава, Хидеаки, Танигучи, Чжоу , Шуюн ; Ду, Пенникук, Стивен Дж.; .; Гао, Хун-Цзюнь (10 июня 2015 г.). дихалькогенид переходного металла, эпитаксиально выращенный путем прямой селенизации Pt» 15 . « ( 6): 4013–4018 Монослой PtSe2, новый полупроводниковый . ..15.4013W / doi : 10.1021 . OSTI 1185929 acs.nanolett.5b00964
- ^ «Судовиковит: информация и данные о минерале судовиковита» . www.mindat.org . Проверено 19 марта 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д О'Брайен, Мария; МакЭвой, Найл; Мотта, Карло; Чжэн, Цзянь-Яо; Бернер, Нина С; Котакоски, Яни; Элибол, Кенан; Пенникук, Тимоти Дж; Мейер, Янник С; Йим, Чанён; Абид, Мохамед; Халлам, Тоби; Донеган, Джон Ф; Санвито, Стефано; Дюсберг, Георг С (13 апреля 2016 г.). «Комбинационная характеристика тонких пленок диселенида платины». 2D материалы . 3 (2): 021004. arXiv : 1512.09317 . Бибкод : 2016TDM.....3b1004O . дои : 10.1088/2053-1583/3/2/021004 . S2CID 119271642 .
- ^ Чиаррокки, Альберто; Авсар, Ахмет; Овчинников Дмитрий; Кис, Андрас (02 марта 2018 г.). «Превращение металла в полупроводник с модулированной толщиной в дихалькогениде переходного металла» . Природные коммуникации . 9 (1): 919. Бибкод : 2018NatCo...9..919C . дои : 10.1038/s41467-018-03436-0 . ISSN 2041-1723 . ПМК 5834615 . ПМИД 29500434 .
- ^ Jump up to: а б с Чжао, Юда, Цзинси; Ю, Пэн; Лау, Чжоу, Ву; Ван, Синьрань; Чай, Ян (февраль 2017 г.). с высокой подвижностью электронов и стабильностью на воздухе». 29 . ( 5): doi : /adma.201604230 . hdl : 10397/65694 . PMID 27886410. 10.1002 1604230. «Двумерные многослойные полевые транзисторы PtSe2 .
- ^ Халлигер, Ф. (март 1965 г.). «Электрические свойства некоторых халькогенидов группы никеля». Журнал физики и химии твердого тела . 26 (3): 639–645. Бибкод : 1965JPCS...26..639H . дои : 10.1016/0022-3697(65)90140-X .
- ^ Зульфикар, Мухаммед; Чжао, Иньчан; Ли, Гэн; Назир, Сафдар; Ни, Джун (3 ноября 2016 г.). «Настраиваемая проводимость и полуметаллический ферромагнетизм в монослое диселенида платины: исследование основных принципов». Журнал физической химии C. 120 (43): 25030–25036. дои : 10.1021/acs.jpcc.6b06999 .
- ^ Авсар, Ахмет; Чиаррокки, Альберто; Пиццочеро, Микеле; Унучек, Дмитрий; Язьев Олег Владимирович; Кис, Андрас (июль 2019 г.). «Дефектный, послойно-модулированный магнетизм в ультратонком металлическом PtSe2» . Природные нанотехнологии . 14 (7): 674–678. Бибкод : 2019НатНа..14..674А . дои : 10.1038/s41565-019-0467-1 . ISSN 1748-3387 . ПМЦ 6774792 . ПМИД 31209281 .
- ^ Яо, Вэй; Хуан, Хуацин; Янь, Минчжэ; Чжан, Кенань, Кодзи; Ли, Линьфэй; Гао, Хунцзюнь; Вэньхуэй, Шуюн (31 января 2017 г.). спинового слоя с помощью локального эффекта Рашбы в монослойной полупроводниковой пленке PtSe2 : блокировки Прямое наблюдение « 2017NatCo ... 814216Y . » . Бибкод . ПМЦ 5290424
- ^ Дей, Сандип; Джайн, Вимал К. (2004). «Халькогениды металлов платиновой группы» (PDF) . Обзор платиновых металлов . 48 (1): 16–29. дои : 10.1595/003214004X4811629 .
- ^ О, Джордж Н.; Чхве, Ын Сан; Иберс, Джеймс А. (2 апреля 2012 г.). «Синтез и характеристика девяти четвертичных халькогенидов урана среди соединений A2 M3 UQ6 (A = K, Rb, Cs; M = Pd, Pt; Q = S, Se)». Неорганическая химия . 51 (7): 4224–4230. дои : 10.1021/ic2027048 . ПМИД 22424143 . S2CID 29859041 .
- ^ Драбек, М.; Вымазалова А.; Кабрал, Арканзас (10 июля 2012 г.). «СИСТЕМА Hg-Pt-Se ПРИ 400 C: ФАЗОВЫЕ СООТНОШЕНИЯ С УЧАСТИЕМ ЯКУТИНГАИТА». Канадский минералог . 50 (2): 441–446. Бибкод : 2012CaMin..50..441D . дои : 10.3749/canmin.50.2.441 .
- ^ Цзэн, Лунхуэй; Хан, Вэй; Ву, Шуо-Эн; Ву, Ди; Лау, Шу Пин; Цанг, Юэнь Хун (ноябрь 2022 г.). «Графен/PtSe/пирамида Си-ван-дер-Ваальса-Шоттки для обнаружения широкополосного инфракрасного света при комнатной температуре». Транзакции IEEE на электронных устройствах . 69 (11): 6212–6216. Бибкод : 2022ITED...69.6212Z . дои : 10.1109/TED.2022.3208854 . S2CID 252739491 .
