Selenek bizmutu
| Nazwy | |
|---|---|
|
nazwa IUPAC
selenoksobizmut, selanylidenobizmut
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| Karta informacyjna ECHA | 100.031.901 |
| Numer WE |
|
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
| UNII | |
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| Bi 2 Se 3 | |
| Masa cząsteczkowa | 654,8 g/mol |
| Wygląd | Nudny szary |
| Gęstość | 6,82 g/cm 3 |
| Temperatura topnienia | 710 ° C (1310 ° F; 983 K) |
| nierozpuszczalny | |
| Rozpuszczalność |
nierozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych rozpuszczalny w mocnych kwasach |
| Struktura | |
| romboedryczny | |
| Termochemia | |
|
Standardowa entalpia formowania (Δ f H ⦵ 298 ) |
-140 kJ/mol |
| Zagrożenia | |
| Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP): | |
|
Główne zagrożenia
|
Toksyczny |
| NFPA 704 (ognisty diament) | |
| Związki pokrewne | |
|
Inne aniony
|
Tlenek bizmutu(III) Trisiarczek bizmutu Tellurek bizmutu |
|
Inne kationy
|
Triselenek arsenu Triselenek antymonu |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Selenek bizmutu ( Bi 2 Se 3 ) to szary związek bizmutu i selenu , znany również jako selenek bizmutu(III).
Nieruchomości
Selenek bizmutu jest półprzewodnikiem i materiałem termoelektrycznym . Podczas gdy stechiometryczny selenek bizmutu powinien być półprzewodnikiem z przerwą 0,3 eV, naturalnie występujące wakaty selenu działają jako donory elektronów , więc Bi 2 Se 3 jest wewnętrznie typu n .
Selenek bizmutu ma topologicznie izolujący stan podstawowy. Topologicznie chronione stożka Diraca zaobserwowano w selenku bizmutu i jego izolujących pochodnych, prowadząc do samoistnych izolatorów topologicznych, które później stały się przedmiotem światowych badań naukowych.
Selenek bizmutu jest materiałem van der Waalsa składającym się z kowalencyjnie związanych pięcioatomowych warstw (pięciokrotnych warstw), które są utrzymywane razem przez interakcje van der Waalsa i efekty sprzężenia spin-orbita. Chociaż powierzchnia (0001) jest chemicznie obojętna (głównie z powodu efektu pary obojętnej Bi), istnieją metaliczne stany powierzchniowe, chronione przez nietrywialną topologię masy. Z tego powodu powierzchnia Bi 2 Se 3 jest interesującym kandydatem na epitaksję van der Waalsa i przedmiotem badań naukowych. Na przykład, różne fazy antymonu mogą rosnąć na Bi 2 Se 3 , za pomocą których można realizować topologiczne połączenia pn . Co bardziej intrygujące, warstwy Sb przechodzą topologiczne przejścia fazowe po przyczepieniu do powierzchni Bi 2 Se 3 iw ten sposób dziedziczą nietrywialne właściwości topologiczne podłoża Bi 2 Se 3 .
Produkcja
Chociaż selenek bizmutu występuje naturalnie (jako minerał guanajuatyt) w kopalni Santa Catarina w Guanajuato w Meksyku , a także w niektórych miejscach w Stanach Zjednoczonych i Europie, takie złoża są rzadkie i zawierają znaczny poziom atomów siarki jako zanieczyszczenia. Z tego powodu większość selenku bizmutu wykorzystywanego w badaniach nad potencjalnymi zastosowaniami komercyjnymi jest syntetyzowana. Próbki produkowane komercyjnie są dostępne do wykorzystania w badaniach, ale stężenie wakatów selenu jest silnie zależne od warunków wzrostu, dlatego selenek bizmutu używany do badań jest często syntetyzowany w laboratorium.
Stechiometryczna mieszanina elementarnego bizmutu i selenu, po podgrzaniu powyżej temperatury topnienia tych pierwiastków przy braku powietrza, stanie się cieczą, która zamarza do krystalicznego Bi 2 Se 3 . Duże monokryształy selenku bizmutu można wytworzyć metodą Bridgmana – Stockbargera .