Galen (II) selenid - Gallium(II) selenide
 | |
 | |
| Jména | |
|---|---|
| Název IUPAC Selenid galia | |
| Ostatní jména Gallium monoselenid | |
| Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| Informační karta ECHA | 100.031.523  |
PubChem CID | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| GaSe | |
| Molární hmotnost | 148,69 g / mol |
| Vzhled | hnědá pevná látka |
| Hustota | 5,03 g / cm3 |
| Bod tání | 960 ° C (1760 ° F; 1230 K) |
| Mezera v pásmu | 2,1 eV (nepřímý ) |
Index lomu (nD) | 2.6 |
| Struktura | |
| šestihranný, hP8 | |
| P63/ mmc, č. 194 | |
| Související sloučeniny | |
jiný anionty | Oxid gálnatý (II), Sulfid galium (II), Gallium (II) telurid |
jiný kationty | Selenid zinečnatý, Germanium monoselenid, Monoselenid india |
Související sloučeniny | Selenid galia (III) |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 ověřit (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
Galen (II) selenid (GaSe ) je chemická sloučenina. Má strukturu šestihranné vrstvy, podobnou struktuře Plyn.[1] Je to fotovodič,[2] A druhá harmonická generace krystal v nelineární optika,[3] a byl použit jako materiál pro konverzi daleko infračerveným paprskem[4] ve 14–31 THz a výše.[5]
Použití
Říká se, že má potenciál pro optické aplikace[6] ale využití tohoto potenciálu bylo omezeno schopností snadno růst monokrystaly[7] Krystaly selenidu gália vykazují velký příslib jako nelineární optický materiál a fotovodič. Nelineární optické materiály se používají v frekvenční konverze z laserové světlo. Frekvenční konverze zahrnuje posun vlnové délky a jednobarevný zdroj světla, obvykle laserové světlo, na vyšší nebo nižší vlnovou délku světla, kterou nelze vyrobit z konvenčního laserového zdroje.
Několik metod použití frekvenční konverze nelineární optické materiály existovat. Druhá harmonická generace vede ke zdvojnásobení frekvence infračerveného záření lasery na bázi oxidu uhličitého. V optické parametrické generaci se vlnová délka světla zdvojnásobí. Blízko infračerveného polovodičové lasery se obvykle používají v optických parametrických generacích.[8]
Jedním původním problémem při použití selenidu galia v optice je, že je snadno rozbit podél linií štěpení, a proto může být pro praktické použití obtížné jej snížit. Bylo však zjištěno, že doping krystaly s indium výrazně zvyšuje jejich konstrukční pevnost a činí jejich aplikaci mnohem praktičtější.[7] Zůstávají však potíže s růstem krystalů, které je třeba překonat, než se krystaly selenidu gália mohou v optice rozšířit.
Jednotlivé vrstvy selenidu gália jsou dynamicky stabilní dvourozměrné polovodiče, ve kterých má valenční pásmo obrácený tvar mexického klobouku, což vede k přechodu Lifshitz, jak se zvyšuje doping.[9]
Syntéza
Syntéza GaSe nanočástice se provádí reakcí Hra3 s trioctylfosfin selen (TOPSe) ve vysokoteplotním roztoku trioctylfosfin (TOP) a trioctylfosfin oxid (TOPO).[10]
- Hra3 + P [(CH2)7CH3]3Se → GaSe
Roztok 15 g TOPO a 5 ml TOP se zahřívá přes noc na 150 ° C pod dusíkem, čímž se odstraní veškerá voda, která může být přítomna v původním TOP roztoku. Toto počáteční TOP řešení se vakuově destiluje při 0,75 torru, přičemž se frakce odebírá z 204 ° C na 235 ° C. Poté se přidá roztok TOPSe (12,5 ml TOP s 1,579 g TOPSe) a reakční směs TOPO / TOP / TOPSe se zahřeje na 278 ° C. Hra3 Poté se vstříkne (0,8 ml) rozpuštěný v 7,5 ml destilovaného TOPu. Po injekci teplota klesne na 254 ° C a poté se po 10 minutách stabilizuje v rozmezí 266–268 ° C. Nanočástice GaSe se poté začínají formovat a mohou být detekovány ramenem v optickém absorpčním spektru v rozsahu 400–450 nm. Poté, co je toto rameno pozorováno, se reakční směs nechá ochladit na teplotu místnosti, aby se zabránilo další reakci. Po syntéze a ochlazení se reakční nádoba otevře a extrakce roztoku nanočástic GaSe se provede přidáním methanolu. Distribuce nanočástic mezi polární (methanolovou) a nepolární (TOP) fází závisí na experimentálních podmínkách. Pokud je směs velmi suchá, nanočástice se rozdělí na methanolovou fázi. Pokud jsou nanočástice vystaveny vzduchu nebo vodě, částice se nenabijí a rozdělí se do nepolární TOP fáze.[10]
Reference
- ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Richard H. Bube; Edward L. Lind (1959). "Fotovodivost krystalů selenidu gália". Phys. Rev. 115 (5): 1159–1164. Bibcode:1959PhRv..115.1159B. doi:10.1103 / PhysRev.115.1159.
- ^ J. M. Auerhammer; E. R. Eliel (1996). "Zdvojnásobení frekvence středního infračerveného záření v selenidu gália". Opt. Lett. 21 (11): 773. Bibcode:1996OptL ... 21..773A. doi:10,1364 / OL.21.000773.
- ^ N.B. Singh; D.R. Suhre; V. Balakrishna; M. Marable *; R. Meyer *; N. Fernelius; F.K. Hopkins; D. Zelmon (1998). "Materiály pro konverzi ve vzdálené infračervené oblasti: Selenid gália pro aplikace pro konverzi ve vzdálené infračervené oblasti". Pokrok v růstu krystalů a charakterizace materiálů. 37 (1): 47–102. doi:10.1016 / S0960-8974 (98) 00013-8.
- ^ Kübler, C .; et al. (2005). Kobayashi, Takayoshi; Okada, Tadashi; Kobayashi, Tetsuro; et al. (eds.). Ultrabroadband detekce multi-THz polních přechodů s GaSe elektrooptickými senzory (PDF). Springer Series v chemické fyzice. 79. doi:10.1007 / b138761. ISBN 3-540-24110-8.
- ^ Liska, P .; Thampi, K .; Gratzel, M .; Bremaud, D .; Rudmann, D .; Upadhyaya, H. (2006). „Nanokrystalický barvivo-senzibilizovaný solární článek / měď-indium-gallium-selenidový tenkovrstvý tandem vykazující účinnost konverze vyšší než 15%“. Aplikovaná fyzikální písmena. 88 (20): 203103. Bibcode:2006ApPhL..88t3103L. doi:10.1063/1.2203965.
- ^ A b V. G. Voevodin; et al. (2004). "Velké monokrystaly selenidu gália: pěstování, dopování pomocí In a charakterizace". Optické materiály. 26 (4): 495–499. Bibcode:2004OptMa..26..495V. doi:10.1016 / j.optmat.2003.09.014.
- ^ B. Singh; et al. (1998). "Materiály pro konverzi ve vzdálené infračervené oblasti: Selenid gália pro aplikace pro konverzi ve vzdálené infračervené oblasti". Pokrok v růstu krystalů a charakterizace materiálů. 37: 47. doi:10.1016 / S0960-8974 (98) 00013-8.
- ^ V. Zolyomi; N. D. Drummond; V. I. Fal'ko (2013). "Struktura pásma a optické přechody v atomových vrstvách hexagonálních chalkogenidů galia". Phys. Rev. B. 87 (19): 195403. arXiv:1302.6067. Bibcode:2013PhRvB..87s5403Z. doi:10.1103 / PhysRevB.87.195403.
- ^ A b Chikan, V .; Kelley, D. (2002). "Syntéza vysoce luminiscenčních nanočástic". Nano dopisy. 2 (2): 141. Bibcode:2002 NanoL ... 2..141C. doi:10,1021 / nl015641m.