WikiDer > Диселенид платины

Platinum diselenide
Диселенид платины
Имена
Другие имена
Селенид платины (IV)
Судовиковит
Идентификаторы
3D модель (JSmol)
Характеристики
PtSe2
Молярная масса353.026 г · моль−1
Внешностьнепрозрачный металлик желтовато-белый
Плотность9.54
Температура плавления разлагается
нерастворимый
Ширина запрещенной зоны0 (объемный) 1,3 эВ монослой
Структура
космическая группа п3m1 164 шестиугольный
а = 3.728[1], c = 5.031
восьмигранный
Родственные соединения
Другой анионы
дисульфид платины дителлурид платины PtSeTe PtSSe
Другой катионы
диселенид палладия NiSeTe
Родственные селениды платины
Любероит Pt5Se4
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Диселенид платины это дихалькогенид переходного металла (TMDC) состоящий из металла платина и неметаллический селен с формулой PtSe2. PtSe - слоистое вещество.2 могут быть разделены на тонкие слои толщиной до трех атомов, называемые монослоями. PtSe2 представляет собой полуметалл или полупроводник в зависимости от толщины.

Формирование

Миноцци был первым, кто сообщил о синтезе диселенида платины из элементов в 1909 году.[2]

Диселенид платины может быть образован нагреванием тонкой фольги платины в парах селена при 400 ° C.[3][4]

Платина 111 поверхность под воздействием паров селена при 270 ° C образует монослой PtSe2.[5]

В дополнение к этим методам селенизации, PtSe2 можно получить путем осаждения в водном растворе Pt (IV), обработанном селенид водорода, или нагреванием тетрахлорид платины с элементарным селеном.[2]

Естественное явление

Диселенид платины встречается в природе в виде минерала. Судовиковит. Он был назван в честь русского петролога Н.Г. Судовиков, живший с 1903 по 1966 год. Твердость минерала 2: 2.1/2. Судовиковит обнаружен на руднике Средняя Падма уран-ванадиевого месторождения Великая Губа, полуостров Заонежье. Республика Карелия, Россия.[6]

Характеристики

Диселенид платины образует кристаллы в йодид кадмия структура. Это означает, что вещество образует слои. Каждый из монослоев имеет центральный слой атомов платины с слоем атомов селена сверху и снизу. Эта структура также называется «1Т» и имеет тригональную структуру. Слои только слабо связаны друг с другом, и возможно расслаивание слоев на бислои или монослои.[7]

В массе материал является полуметаллическим, но при уменьшении до нескольких слоев он становится полупроводником.[7][8] Электропроводность сыпучего материала составляет 620 000 См / м.[9]

В Спектр XPS показывает пик при 72,3 эВ от ядра Pt 4f, а также имеет пики от Pt 5p3/2[7] и Se 3d3/2 и 3d5/2 при 55,19 и 54,39 эВ.[5]

Фононные колебания обозначаются инфракрасным активным A2u (Se колеблется из плоскости, противоположной Pt), Eты (при вибрации слоя, Se противоположно Pt), и активная комбинация A1 г (Se верхний и нижний атомы движутся из плоскости в противоположных направлениях 205 см−1), а Eграмм (В плоскости верхний и нижний атомы Se движутся навстречу 175 см−1). в Рамановский спектр, А1 г уменьшается при измерении стимулированного излучения, поляризованного перпендикулярно падающим лучам. Eграмм режим смещается в красный цвет при наложении большего количества слоев. (166 см−1 для двухслойной и 155 см−1 для сыпучих материалов) A1 г эмиссия имеет небольшое изменение только при изменении толщины.[7]

Ширина запрещенной зоны рассчитана как 1,2 эВ для монослоев и 0,21 эВ для бислоев. Для трислоя и толще вещество теряет ширину запрещенной зоны и становится полуметаллическим.[5]

PtSe2 может изменять свою проводимость в присутствии определенных газов, таких как диоксид азота. Через несколько секунд НЕТ2 абсорбируется на поверхности PtSe2 материал и снижает сопротивление. Когда газа нет, высокое сопротивление снова возвращается примерно через минуту.[3]

В Коэффициент Зеебека PtSe2 составляет 40 мкВ / К.[10]

Хотя чистый диселенид платины немагнитен, присутствие вакансий и деформации платины, как было предсказано, индуцирует магнетизм.[11] Более поздние исследования магнитотранспорта [12] действительно показали, что дефектный PtSe2 проявляет магнитные свойства. Из-за РККИ взаимодействие между магнитными вакансиями Pt, это приводит к зависимому от слоя ферромагнитному или антиферромагнитному поведению.

Монослои диселенида платины демонстрируют спиралевидную спиновую текстуру, которая не ожидается для центросимметричный материалы, подобные этому. Это свойство могло быть связано с локальным диполем, индуцированным Эффект Рашбы. Это означает, что PtSe2 это потенциал спинтроника материал.[13]

Реакции

Вода может физисорб на поверхность диселенида платины с энергией -0,19 эВ и аналогично для кислорода с энергией -0,13 эВ. Вода и кислород не вступают в реакцию при одинаковой температуре, потому что для разрушения молекул потребуется значительная энергия.[9]

Сравнение

Диселенид палладия имеет другую модифицированную пирит структура. Дителлурид палладия имеет структуру, аналогичную диселениду платины.[14] Дисульфид платины полупроводник, а дителлурид платины металлический по своей природе.

Существуют также более сложные вещества с платиной и селеном, в том числе четвертичные халькогениды Rb.2Pt3Использовать6 и Cs2Pt3Использовать6[15]

Якутингаит представляет собой тройной селенид платины HgPtSe.3.[16]

Использовать

Диселенид платины предлагается для использования в качестве детектора среднего инфракрасного диапазона, превосходящего черный фосфор в прочности на воздухе. Также он может работать как катализатор и может быть встроен в полевые транзисторы.[9]

В сочетании с графен он может быть фотокатализатором, превращающим воду и кислород в реакционноспособный гидроксильный радикал и супероксид. Эта реакция работает, когда фотоны производят дырки и электроны. Дырки могут нейтрализовать гидроксид, чтобы получить гидроксил, а электроны присоединяются к кислороду, чтобы образовать супероксид. Эти активные вещества могут минерализовать органическое вещество.

Рекомендации

  1. ^ Guo, G Y; Лян, Вайоминг (10 марта 1986 г.). «Электронное строение дихалькогенидов платины: PtS2, PtSe2 и PtTe2». Журнал физики C: Физика твердого тела. 19 (7): 995–1008. Bibcode:1986JPhC ... 19..995G. Дои:10.1088/0022-3719/19/7/011.
  2. ^ а б Грёнвольд, Фредрик; Хокон, Харальдсен; Кекшус, Арне (1960). «О сульфидах, селенидах и теллуридах платины» (PDF). Acta Chemica Scandinavica. 14 (9): 1879–1893. Дои:10.3891 / acta.chem.scand.14-1879.открытый доступ
  3. ^ а б «Сверхбыстрые, сверхчувствительные датчики газа PtSe2». PhysOrg. 13 января 2017 г.. Получено 17 марта 2017.
  4. ^ Йим, Чанён; Ли, Канго; Макэвой, Найл; О’Брайен, Мария; Риазимер, Сара; Бернер, Нина С .; Каллен, Конор П .; Котакоски, Яни; Meyer, Jannik C .; Lemme, Max C .; Дюсберг, Георг С. (25 октября 2016 г.). «Высокопроизводительные гибридные электронные устройства из многослойных пленок PtSe2, выращенных при низкой температуре». САУ Нано. 10 (10): 9550–9558. arXiv:1606.08673. Дои:10.1021 / acsnano.6b04898. PMID 27661979. S2CID 22259155.
  5. ^ а б c Ван, Йелян; Ли, Линфэй; Яо, Вэй; Сонг, Ширу; Sun, J. T .; Пан, Дзинбо; Рен, Сяо; Ли, Чен; Окуниши, Эйдзи; Ван, Ю-Ци; Ван, Эрин; Шао, Ян; Zhang, Y. Y .; Ян, Хай-дао; Schwier, Eike F .; Ивасава, Хидеаки; Шимада, Кения; Танигучи, Масаки; Ченг, Чжаохуа; Чжоу, Шуюнь; Ду, Шисюань; Pennycook, Стивен Дж .; Pantelides, Sokrates T .; Гао, Хун-Цзюнь (10 июня 2015 г.). «Монослой PtSe2, новый полупроводниковый переходный металл-дихалькогенид, эпитаксиально выращенный путем прямой селенизации Pt». Нано буквы. 15 (6): 4013–4018. Bibcode:2015NanoL..15.4013W. Дои:10.1021 / acs.nanolett.5b00964. OSTI 1185929. PMID 25996311.
  6. ^ «Судовиковит: информация и данные о минералах судовиковита». www.mindat.org. Получено 19 марта 2017.
  7. ^ а б c d 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.). "Рамановская характеристика тонких пленок диселенида платины". 2D материалы. 3 (2): 021004. arXiv:1512.09317. Bibcode:2016TDM ..... 3b1004O. Дои:10.1088/2053-1583/3/2/021004. S2CID 119271642.
  8. ^ Чиаррокки, Альберто; Авсар, Ахмет; Овчинников Дмитрий; Кис, Андрас (2018-03-02). «Преобразование металла в полупроводник с модуляцией толщины в дихалькогениде переходного металла». Nature Communications. 9 (1): 919. Дои:10.1038 / s41467-018-03436-0. ISSN 2041-1723. ЧВК 5834615. PMID 29500434.
  9. ^ а б c Чжао, Юда; Цяо, Цзинси; Ю, Чжихао; Ю, Пэн; Сюй, Кан; Лау, Шу Пин; Чжоу, Ву; Лю, Чжэн; Ван, Синьрань; Цзи, Вэй; Чай, Ян (февраль 2017 г.). «Двухмерные слоистые полевые транзисторы PtSe2 с высокой подвижностью электронов и устойчивые к воздуху». Современные материалы. 29 (5): 1604230. Дои:10.1002 / adma.201604230. HDL:10397/65694. PMID 27886410.
  10. ^ Халлигер, Ф. (март 1965 г.). «Электрические свойства некоторых халькогенидов группы никеля». Журнал физики и химии твердого тела. 26 (3): 639–645. Bibcode:1965JPCS ... 26..639H. Дои:10.1016 / 0022-3697 (65) 90140-Х.
  11. ^ Зульфикар, Мухаммад; Чжао, Иньчан; Ли, Гэн; Назир, Сафдар; Ни, июн (3 ноября 2016 г.). "Настраиваемая проводимость и полуметаллический ферромагнетизм в однослойном диселениде платины: исследование первых принципов". Журнал физической химии C. 120 (43): 25030–25036. Дои:10.1021 / acs.jpcc.6b06999.
  12. ^ Авсар, Ахмет; Чиаррокки, Альберто; Пиццочеро, Микеле; Унучек, Дмитрий; Язьев, Олег В .; Кис, Андрас (июль 2019). «Дефектный, послойно-модулированный магнетизм в ультратонком металлическом PtSe2». Природа Нанотехнологии. 14 (7): 674–678. Дои:10.1038 / s41565-019-0467-1. ISSN 1748-3387. ЧВК 6774792. PMID 31209281.
  13. ^ Яо, Вэй; Ван, Эрин; Хуанг, Хуацин; Дэн, Кэ; Ян, Минчжэ; Чжан, Кенан; Миямото, Кодзи; Окуда, Тайчи; Ли, Линфэй; Ван, Йелян; Гао, Хунцзюнь; Лю, Чаосин; Дуань, Вэньхуэй; Чжоу, Шуюнь (31 января 2017 г.). «Прямое наблюдение блокировки спинового слоя за счет локального эффекта Рашбы в однослойной полупроводниковой пленке PtSe2». Nature Communications. 8: 14216. Bibcode:2017НатКо ... 814216Y. Дои:10.1038 / ncomms14216. ЧВК 5290424. PMID 28139646.
  14. ^ Дей, Сандип; Джайн, Вимал К. (2004). «Халькогениды металлов платиновой группы» (PDF). Обзор платиновых металлов. 48 (1): 16–29. открытый доступ
  15. ^ О, Джордж Н .; Чой, Ын Санг; Иберс, Джеймс А. (2 апреля 2012 г.). «Синтезы 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. PMID 22424143. S2CID 29859041.
  16. ^ Драбек, М .; Вымазалова, А .; Кабрал, А. Р. (10 июля 2012 г.). «СИСТЕМА Hg-Pt-Se ПРИ 400 C: ФАЗОВЫЕ ОТНОШЕНИЯ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ ДЖАКУИНГАИТ». Канадский минералог. 50 (2): 441–446. Дои:10.3749 / канмин.50.2.441.