Триселенид ниобия
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Триселенид ниобия
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID
|
|
| Характеристики | |
| № 3 | |
| Молярная масса | 1292.425 g/mol |
| Появление | черный порошок, серебристые кристаллы |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Триселенид ниобия — неорганическое соединение, принадлежащее к классу трихалькогенидов переходных металлов . Он имеет формулу NbSe 3 . Это был первый зарегистрированный пример одномерного соединения, демонстрирующий явление скользящих волн зарядовой плотности . [ 1 ] Благодаря многочисленным исследованиям и обнаруженным явлениям в квантовой механике триселенид ниобия стал модельной системой для квазиодномерных волн зарядовой плотности.
Структура
[ редактировать ]Триселенид ниобия имеет сильно анизотропную структуру. НБ 4+ центры связаны внутри тригональных призм, определяемых шестью лигандами Se. Две пары из этих шести атомов Se связаны друг с другом, образуя полиселенид. Се 2- 2 ; два других существуют как одноатомный Se 2− . [ 2 ] Призмы NbSe 6 образуют бесконечные сопараллельные цепочки. Хотя призмы имеют одинаковую координацию, ячейка состоит из трех типов цепей, повторяющихся дважды, где каждая цепь определяется длиной связи Se-Se. Длины связей Se–Se составляют 2,37, 2,48 и 2,91 ангстрем . [ 3 ] [ 4 ]
Синтез
[ редактировать ]Соединение получают твердофазной реакцией путем нагревания ниобия и селена при температуре от 600 до 700 °C:
- Nb + 3 Se → NbSe 3
Образующиеся черные кристаллы могут содержать примеси NbSe 2 . Образцы можно очищать методом химического паропереноса (CVT) при температуре от 650 до 700 °C. Нижний предел CVT определялся температурой, при которой NbSe 2 перестает быть стабильным. [ 5 ]
Характеристики
[ редактировать ]Измерения на NbSe 3 предоставили важные доказательства переноса волны зарядовой плотности (ВЗП), закрепления ВЗП, магнетизма, осцилляций Шубникова-де Хасса и эффекта Ааронова-Бома .
Электросопротивление . большинства металлических соединений уменьшается с понижением температуры По большей части NbSe 3 следует этой тенденции, за исключением двух аномалий, когда электрическое сопротивление достигает двух локальных максимумов при 145 К (-128 ° C) и 59 К (-214 ° C). Максимумы приводят к резкому уменьшению электропроводности. Это наблюдение объясняется образованием волн зарядовой плотности, открывающих щели на поверхности Ферми . Открытие заставляет одномерную линейную систему вести себя больше как полупроводник, а не как металл, переход, широко известный как переход Пайерлса . NbSe 3 продолжает оставаться металлическим, несмотря на переход Пайерлса, поскольку образование волны зарядовой плотности не полностью удаляет поверхность Ферми - явление, известное как несовершенное нестингирование поверхности Ферми. [ 6 ]
В форме нановолокон NbSe 3 проявляет сверхпроводимость при температуре ниже 2 К (-271 °С).
Триселенид ниобия рассматривался в качестве катодного материала для перезаряжаемых литиевых батарей из-за его волокнистой структуры, высокой электропроводности и высоких весовых и объемных плотностей энергии при комнатной температуре. [ 7 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Монсо, П.; Онг, Н.; Портис, А.; Меершаут, А.; Руксель, Дж. (1976). «Пробой электрического поля волны зарядовой плотности, вызванный аномалиями в NbSe 3 ». Письма о физических отзывах . 37 (10): 602. Бибкод : 1976PhRvL..37..602M . doi : 10.1103/PhysRevLett.37.602 .
- ^ Хоффманн, Роальд; Шайк, Сасон; Скотт, Джей Си; Вангбо, Мён Хван; Фоши, Мэри Дж. (сентябрь 1980 г.). «Электронная структура NbSe3» (PDF) . Журнал химии твердого тела . 34 (2): 263–269. Бибкод : 1980JSSCh..34..263H . дои : 10.1016/0022-4596(80)90230-3 .
- ^ Горьков, Л.П.; Грюнер Г., ред. (1985). «Трихалькогениды переходных металлов» . Современные проблемы науки о конденсированных средах [ Волны зарядовой плотности в твердых телах ]. Том. 25. Северная Голландия: ISBN Elsevier Science Publishers BV. 0-444-87370-8 .
- ^ Ходо, JL; Марецио, М.; Руко, К.; Эйролс, Р.; Меершаут, А.; Руксель, Дж.; Монсо, П. (1978). «Волны зарядовой плотности в NbSe 3 при 145 К: рентгеноструктурные и электронографические исследования кристаллических структур». Журнал физики C. 11 (20): 4117–4134. Бибкод : 1978JPhC...11.4117H . дои : 10.1088/0022-3719/20.11.009 .
- ^ Тан, Х.; Ли, К.; Ян, X.; Мо, К.; Цао, К.; Ян, Ф. (2011). «Синтез и трибологические свойства нановолокон NbSe3 и микролистов NbSe2». Кристаллические исследования и технологии . 46 (4): 400. doi : 10.1002/crat.201100030 . S2CID 96226495 .
- ^ Ходо, JL; Марецио, М.; Руко, К.; Эйролс, Р.; Меершаут, А.; Руксель, Дж.; Монсо, П. (1978). «Волны зарядовой плотности в NbSe3 при 145 К: кристаллические структуры, рентгеновские и электронографические исследования». Журнал физики C: Физика твердого тела . 11 (20): 4117. Бибкод : 1978JPhC...11.4117H . дои : 10.1088/0022-3719/20.11.009 .
- ^ Ратнакумар, Б.В.; Стефано, С.; Бэнкстон, CP (1989). «Ас-импеданс катода из триселенида ниобия во вторичных литиевых элементах». Журнал прикладной электрохимии . 19 (6): 813. дои : 10.1007/BF01007927 . S2CID 98476675 .