Jump to content

Аллотропы кремния

Аллотропы кремния представляют собой структурно разнообразные формы кремния .

Аморфный кремний

[ редактировать ]

Аморфный кремний имеет форму коричневого порошка. [1]

Кристаллический кремний

[ редактировать ]

Кристаллический кремний имеет металлический блеск и сероватый цвет. Монокристаллы можно выращивать методом Чохральского . Кристаллический кремний может быть легирован такими элементами, как бор , галлий , германий , фосфор или мышьяк . Легированный кремний используется в твердотельных электронных устройствах, таких как солнечные элементы, выпрямители и компьютерные чипы. [1]

Кремний кристаллизуется по той же схеме, что и алмаз , и выглядит как две взаимопроникающие гранецентрированные кубические примитивные решетки . Размер стороны куба составляет 0,543 нм. [2]

Силицен представляет собой двумерную систему с гексагональной сотовой структурой, похожей на структуру графена . Силицен имеет характеристики, отличные от графена. Он имеет периодически искривленную топологию ; межслоевая связь гораздо сильнее; а его окисленная форма, 2D-кремнезем , имеет химическую структуру, отличную от оксида графена . Впервые он был создан в 2010 году.

Пентасилицен представляет собой двумерную систему с пентагональной структурой, аналогичной пентаграфену . Впервые структура была синтезирована в 2005 году. [3] [4]

И
24
представляет собой ромбический кристаллический аллотроп Si . Впервые он был синтезирован в 2014 году. [5] [6] Создание аллотропа включало образование Na.
4
Си
24
, поликристаллическое соединение с помощью танталовой капсулы, высокой температуры и пресса с несколькими наковальнями мощностью 1500 тонн, который постепенно достиг давления 10 гигапаскалей (1500000 фунтов на квадратный дюйм). Затем его «дегазировали» в вакууме при 400 К (127 °С; 260 °F) в течение восьми дней. В результате была получена структура типа цеолита . [7]

И
24
имеет квазипрямую запрещенную зону (в частности, небольшую и почти плоскую непрямую запрещенную зону ). Он может проводить электричество более эффективно, чем кремний с ромбовидной структурой. Он может поглощать и излучать свет. Он состоит из пяти-, шести- и восьмичленных колец. Маленькие атомы и молекулы могли проходить через соответствующие отверстия. [7]

Si24 может быть легирован как p- , так и n -типом , при этом легирующие примеси легко ионизируются. Бор и фосфор являются наиболее вероятными легирующими добавками. [8]

Потенциальные применения включают хранение и фильтрацию энергии. [7]

4H кремний

[ редактировать ]

Кремний 4H представляет собой объемную, высокоупорядоченную гексагональную 4-слойную кристаллическую форму Si.
24
. Измерения оптического поглощения выявили непрямую запрещенную зону около 1,2 эВ , что согласуется с расчетами из первых принципов. [5] [6]

Одномерный силицин аналогичен углеродному аллотропному карбину , поскольку представляет собой длинную цепь кремния вместо углерода. [9] Двумерный силицин аналогичен аллотропу углерода графину . [10]

  1. ^ Перейти обратно: а б «Кремний | Si (Элемент) — ПабХим» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 7 июня 2021 г.
  2. ^ «Кремний и германий» . гиперфизика.phy-astr.gsu.edu . Проверено 7 июня 2021 г.
  3. ^ Леандри, К.; Лэй, Г. Ле; Офре, Б.; Жирардо, К.; Авила, Дж.; Давила, МЭ; Асенсио, MC; Оттавиани, К.; Криченти, А. (2005). «Самовыравнивающиеся кремниевые квантовые проволоки на Ag(110)» . Поверхностная наука . 574 (1): L9–L15. дои : 10.1016/j.susc.2004.10.052 .
  4. ^ Сахаф, Х.; Массон, Л.; Леандри, К.; Офре, Б.; Ле Лэй, Г.; Рончи, Ф. (25 июня 2007 г.). «Формирование одномерной решетки на молекулярном уровне путем самосборки прямых кремниевых нанопроволок» . Письма по прикладной физике . 90 (26): 263110. дои : 10.1063/1.2752125 . ISSN   0003-6951 .
  5. ^ Перейти обратно: а б Ирвинг, Майкл (07.06.2021). «Ученые создали странную новую форму кремния» . Новый Атлас . Проверено 7 июня 2021 г.
  6. ^ Перейти обратно: а б Шил, Томас Б.; Чжу, Ли; Кук, Брентон А.; Брэдби, Джоди Э.; Маккалок, Дугал Г.; Штробель, Тимоти А. (25 мая 2021 г.). «Объемный кристаллический $4H$-кремний посредством метастабильного аллотропного перехода» . Письма о физических отзывах . 126 (21): 215701. doi : 10.1103/PhysRevLett.126.215701 . hdl : 1885/293483 . ПМИД   34114875 . S2CID   235404142 .
  7. ^ Перейти обратно: а б с «Новый тип кремния может найти применение в солнечных элементах и ​​светодиодах» . Новый Атлас . 20 ноября 2014 г. Проверено 7 июня 2021 г.
  8. ^ Линху, Цзяцзюнь; Шен, Лей; Ян, Мин; Сюй, Шуян; Фэн, Юань Пин (27 июля 2017 г.). «Si24: эффективный материал для солнечных батарей» . Журнал физической химии C. 121 (29): 15574–15579. дои : 10.1021/acs.jpcc.7b04032 . ISSN   1932-7447 .
  9. ^ Филип Ф. Шеве и Бен Штайн (3 сентября 1998 г.). «Силицин, новая форма кремния» . Внутренние научные исследования — Обновление новостей физики . № 388. Американский институт физики. п. История №3. Архивировано из оригинала 6 августа 2007 года . Проверено 12 октября 2013 г.
  10. ^ Пей Ян и Ву Хай-Бин (2013). «Оптимизированная геометрия и электронная структура графиноподобных силициновых нанолент». Китайская физика B. 22 ( 5): 057303. doi : 10.1088/1674-1056/22/5/057303 . S2CID   250784436 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f9555bb7a8f3f37b54b31e7f516f4c58__1700856660
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f9/58/f9555bb7a8f3f37b54b31e7f516f4c58.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Allotropes of silicon - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)