Селенид галлия (II) - Gallium(II) selenide

Селенид галлия (II)
Темно-красный селенид галлия в массе .jpg
GaSstructure.jpg
Имена
Название ИЮПАК
Селенид галлия
Другие имена
Моноселенид галлия
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.031.523 Отредактируйте это в Викиданных
Характеристики
GaSe
Молярная масса148,69 г / моль
Внешностькоричневое твердое вещество
Плотность5,03 г / см3
Температура плавления 960 ° С (1760 ° F, 1230 К)
Ширина запрещенной зоны2,1 эВ (косвенный )
2.6
Структура
шестиугольная, hP8
P63/ mmc, № 194
Родственные соединения
Другой анионы
Оксид галлия (II), Сульфид галлия (II), Теллурид галлия (II)
Другой катионы
Селенид цинка (II), Моноселенид германия, Моноселенид индия
Родственные соединения
Селенид галлия (III)
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Селенид галлия (II) (GaSe ) это химическое соединение. Он имеет гексагональную слоистую структуру, аналогичную структуре GaS.[1] Это фотопроводник,[2] а генерация второй гармоники кристалл в нелинейная оптика,[3] и использовался в качестве материала для преобразования дальнего инфракрасного диапазона[4] на 14–31 ТГц и выше.[5]

Использует

Говорят, что у него есть потенциал для оптических приложений.[6] но использование этого потенциала ограничивается способностью быстро расти монокристаллы[7] Кристаллы селенида галлия очень перспективны как нелинейно-оптический материал и фотопроводник. Нелинейные оптические материалы используются в преобразование частоты из свет лазера. Преобразование частоты включает в себя сдвиг длины волны монохромный источник света, обычно лазерный, с большей или меньшей длиной волны света, который не может быть получен с помощью обычного лазерного источника.

Несколько методов преобразования частоты с использованием нелинейные оптические материалы существовать. Генерация второй гармоники приводит к удвоению частоты инфракрасного углекислотные лазеры. При оптической параметрической генерации длина световой волны удваивается. Ближний инфракрасный твердотельные лазеры обычно используются в оптических параметрических генерациях.[8]

Одна из оригинальных проблем с использованием селенида галлия в оптике заключается в том, что он легко ломается по линиям спайности, и поэтому его трудно разрезать для практического применения. Однако было обнаружено, что допинг кристаллы с индий значительно увеличивает их структурную прочность и делает их применение более практичным.[7] Однако остаются трудности с ростом кристаллов, которые необходимо преодолеть, прежде чем кристаллы селенида галлия смогут найти более широкое применение в оптике.

Одиночные слои селенида галлия представляют собой динамически стабильные двумерные полупроводники, в которых валентная зона имеет форму перевернутой мексиканской шляпы, что приводит к переходу Лифшица при увеличении дырочного легирования.[9]

Синтез

Синтез GaSe наночастицы осуществляется по реакции Игра3 с триоктилфосфин селен (TOPSe) в высокотемпературном растворе триоктилфосфин (TOP) и оксид триоктилфосфина (ТОПО).[10]

Игра3 + P [(CH2)7CH3]3Se → GaSe

Раствор 15 г TOPO и 5 мл TOP нагревают до 150 ° C в течение ночи в атмосфере азота, удаляя любую воду, которая может присутствовать в исходном растворе TOP. Этот исходный раствор TOP перегоняют в вакууме при 0,75 торр, получая фракцию от 204 ° C до 235 ° C. Затем добавляют раствор TOPSe (12,5 мл TOP с 1,579 г TOPSe) и реакционную смесь TOPO / TOP / TOPSe нагревают до 278 ° C. Игра3 Затем вводят (0,8 мл) растворенного в 7,5 мл дистиллированного ТОР. После инъекции температура падает до 254 ° C и через 10 минут стабилизируется в диапазоне 266–268 ° C. Затем начинают формироваться наночастицы GaSe, которые могут быть обнаружены по плечу в спектре оптического поглощения в диапазоне 400–450 нм. После наблюдения этого плеча реакционную смесь оставляют охлаждаться до комнатной температуры, чтобы предотвратить дальнейшую реакцию. После синтеза и охлаждения реакционный сосуд открывают и экстракцию раствора наночастиц GaSe проводят добавлением метанол. Распределение наночастиц между полярной (метанол) и неполярной (TOP) фазами зависит от условий эксперимента. Если смесь очень сухая, наночастицы переходят в фазу метанола. Однако, если наночастицы подвергаются воздействию воздуха или воды, частицы становятся незаряженными и разделяются на неполярную фазу TOP.[10]

Рекомендации

  1. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-08-037941-8.
  2. ^ Ричард Х. Бубе; Эдвард Л. Линд (1959). «Фотопроводимость кристаллов селенида галлия». Phys. Ред. 115 (5): 1159–1164. Bibcode:1959ПхРв..115.1159Б. Дои:10.1103 / PhysRev.115.1159.
  3. ^ Дж. М. Ауэрхаммер; Э. Р. Элиэль (1996). «Удвоение частоты среднего инфракрасного излучения в селениде галлия». Опт. Lett. 21 (11): 773. Bibcode:1996OptL ... 21..773A. Дои:10.1364 / OL.21.000773.
  4. ^ N.B. Сингх; D.R. Сухре; В. Балакришна; М. Марабл *; Р. Мейер *; Н. Фернелиус; F.K. Хопкинс; Д. Зелмон (1998). «Материалы для преобразования в дальней инфракрасной области: селенид галлия для преобразователей в дальней инфракрасной области». Прогресс в выращивании кристаллов и изучении материалов. 37 (1): 47–102. Дои:10.1016 / S0960-8974 (98) 00013-8.
  5. ^ Kübler, C .; и другие. (2005). Кобаяси, Такаяоши; Окада, Тадаши; Кобаяси, Тетсуро; и другие. (ред.). Сверхширокополосное обнаружение переходных процессов в поле ТГц диапазона с электрооптическими датчиками на основе GaSe (PDF). Серия Спрингера по химической физике. 79. Дои:10.1007 / b138761. ISBN  3-540-24110-8.
  6. ^ Лиска, П .; Thampi, K .; Gratzel, M .; Bremaud, D .; Rudmann, D .; Упадхьяя, Х. (2006). «Нанокристаллический сенсибилизированный красителем солнечный элемент / тонкопленочный тандем меди, индия, галлия, селенида, демонстрирующий эффективность преобразования более 15%». Письма по прикладной физике. 88 (20): 203103. Bibcode:2006АпФЛ..88т3103Л. Дои:10.1063/1.2203965.
  7. ^ а б В. Г. Воеводин; и другие. (2004). «Крупные монокристаллы селенида галлия: выращивание, легирование In и характеризация». Оптические материалы. 26 (4): 495–499. Bibcode:2004ОптМа..26..495В. Дои:10.1016 / j.optmat.2003.09.014.
  8. ^ Б. Сингх; и другие. (1998). «Материалы для преобразования в дальней инфракрасной области: селенид галлия для преобразователей в дальней инфракрасной области». Прогресс в выращивании кристаллов и изучении материалов. 37: 47. Дои:10.1016 / S0960-8974 (98) 00013-8.
  9. ^ В. Золёми; Н. Д. Драммонд; В. И. Фалько (2013). «Зонная структура и оптические переходы в атомных слоях гексагональных халькогенидов галлия». Phys. Ред. B. 87 (19): 195403. arXiv:1302.6067. Bibcode:2013PhRvB..87s5403Z. Дои:10.1103 / PhysRevB.87.195403.
  10. ^ а б Чикан, В .; Келли, Д. (2002). «Синтез высоколюминесцентных наночастиц». Нано буквы. 2 (2): 141. Bibcode:2002NanoL ... 2..141C. Дои:10.1021 / nl015641m.

внешняя ссылка