Kvicksilver tellurid
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 10 juli 2018; kontroller kräver 7 redigeringar .| Kvicksilver tellurid | |
|---|---|
| Kristallstruktur av sphalerit typ HgTe | |
| Systematiskt namn | Kvicksilver(II)tellurid |
| Andra namn | Kvicksilver tellurid |
| Kemisk formel | HgTe |
| Empirisk formel |
Hg 1−X Te 1+X , X = 0-0,1 |
| Utseende | nästan svarta kubiska kristaller |
| Egenskaper | |
| Molar massa | 329,19 g / mol |
| Smält temperatur | 610±1°C |
| Koktemperatur | dec. |
| Nedbrytningstemperatur | 850°C |
| Densitet | 8,12 g/cm³ |
| Relativ permittivitet | 20.8 |
| Värmeledningsförmåga | 2,7 W/(m K) |
| Linjär expansionskoefficient | 5,2×10 −6 1/K |
| Strukturera | |
| Kristallcell |
Kubisk, zinkblandad rymdgrupp F-43m |
| samordningsnummer | fyra |
| Klassificering | |
| CAS registreringsnummer | 12068-90-5 |
| EG-registreringsnummer | 235-108-9 |
| PubChem | 82914 |
| Kod LEENDE | [Te]=[Hg] |
| InChI -kod | InChI=1S/Hg.Te |
| Där det inte anges ges data under standardförhållanden (25 °C, 100 kPa). | |
Kvicksilvertellurid är en binär oorganisk förening av kvicksilver (Hg) och tellur (Te) med formeln HgTe, en halvmetall , med ett bandgap på noll vid 0 K. Den uppvisar topologiska isoleringsegenskaper . Det förekommer naturligt som det sällsynta mineralet coloradoit .
Beskrivning av kvicksilvertellurid
Allmänna egenskaper
Kvicksilvertellurid är en binär förening som bildas genom växelverkan mellan ekviatomära mängder kvicksilver och tellur. Den stabila kristallina modifieringen har strukturen av zinkblandning (sfalerit). Gallret består av två ömsesidigt genomträngande ansiktscentrerade kubiska gitter, förskjutna det ena i förhållande till det andra längs kubens diagonal med 1/4 av dess längd. Denna struktur skiljer sig från strukturen hos en diamantkristall genom att atomerna i subgittren är olika, i synnerhet i HgTe innehåller ett subgitter kvicksilveratomer och det andra innehåller telluratomer. Kvicksilver har två valenselektroner (6s underskal), och tellur har sex valenselektroner (5s skal och delvis fyllt 5p underskal), och summan av valenselektronerna för de två närmaste atomerna är alltid åtta. Således, som i diamant, kommer varje atom att ha fyra valenselektroner för att bilda fyra valensbindningar riktade längs axlarna av en vanlig tetraeder. Fyra oparade elektroner behövs för att bilda fyra valensbindningar. På grund av Pauli -principen måste en av de två s-elektronerna gå till p-banan. Således uppstår ett fyrvärt sp3-tillstånd. Dessutom, som ett resultat av skillnaden i laddningen av joner i kristallgittret av Hg 2+ och Te 6+ , har den kemiska bindningen i HgTe en blandad jonisk-kovalent karaktär. En annan viktig egenskap hos zinkblandningsstrukturen associerad med närvaron av två olika atomer är frånvaron av ett inversionscentrum (symmetri).
En av egenskaperna hos kvicksilvertellurid är att dess sammansättning kan ha betydande avvikelser från den stökiometriska sammansättningen (antalet kvicksilver- och telluratomer i kristallen är inte lika). Därför bestäms egenskaperna hos HgTe till stor del av avvikelser från den stökiometriska sammansättningen och närvaron av punktdefekter som påverkar de elektriska egenskaperna som atomer av främmande föroreningar. Därför är uppgifterna från olika forskare om typen av elektrisk ledningsförmåga hos HgTe motsägelsefulla.
Fysiska och elektrofysiska
Det är nästan svarta kubiska kristaller med en gitterkonstant på 0,646 nm vid 300 K. Mohs hårdhet 2-2,5. Bulk-elasticitetsmodulen är cirka 42 GPa, styrkan är cirka 300 MPa. Under normala förhållanden är en kristallstruktur av sfalerittyp stabil, vid höga tryck genomgår kristallen en fasövergång och får en trigonal syngoni av cinnobertyp (α-HgS).
Enligt dess elektriska egenskaper är det en halvmetall , det vill säga vid 0 K är valensbanden i kontakt, men överlappar inte, därför är dess ledningsförmåga, till skillnad från halvledare, inte lika med 0 vid 0 K, utan som halvledare , ökar den med ökande temperatur på grund av överlappningen av valensbanden och ledningsbanden.
HgTe har en unik kvantegenskap - topologisk isolering på grund av kvantbrunnen i dess tunna filmer. I det här fallet är kristallen en isolator inuti och en ledare i ett tunt yttre lager. Tecknen på sådant beteende rapporterades först av O.V. Pankratov och medarbetare 1986 [1] och effekten upptäcktes av M. Koenig och medarbetare 2007 [2]
Kemisk
Atombindningarna i HgTe är nästan kovalenta och svaga. Entalpin för bildning från grundämnen är cirka −32 kJ/mol. Det sönderdelas lätt även av svaga syror, till exempel organiska eller hydrojod:
Den resulterande vätetelluriden är mycket giftig, så HgTe anses vara en giftig förening.
Får
Direkt syntes från grundämnen - långvarig uppvärmning av metalliskt tellur i kvicksilverånga vid förhöjt tryck i en förseglad kvartsampull:
Epitaxiella enkristall-HgTe-filmer kan erhållas genom gasepitaxi genom att sönderdela organiska elementföreningar av tellur och kvicksilver.
Se även
Anteckningar
- ↑ Berchenko N N, Pashkovsky M V "Mercury Telluride - a semiconductor with a zero band gap", Uspekhi Fizicheskikh Nauk 1976, Volym 119, nr. 6, sid. 223-255 DOI: 10.3367/UFNr.0119.197606b.0223
- ↑ Konig, Markus; Steffen Wiedmann, Christoph Brune, Andreas Roth, Hartmut Buhmann, Laurens W. Molenkamp, Xiao-Liang Qi, Shou-Cheng Zhang. Quantum Spin Hall Insulator State i HgTe Quantum Wells (engelska) // Science : journal. - 2007. - 2 november ( vol. 318 , nr 5851 ). - s. 766-770 . - doi : 10.1126/science.1148047 . - . - arXiv : 0710.0582 . — PMID 17885096 . Arkiverad från originalet den 11 maj 2010.
Litteratur
- Egenskaper hos Narrow-Gap Cadmium-baserade föreningar Ed. P. Capper (INSPEC, IEE, London, Storbritannien, 1994) ISBN 0-85296-880-9 .
- Tellurium och Tellurides, DM Chizhikov och VP Shchastlivyi, 1966, Nauka Publishing, Moskva.
- datat Quecksilbertellurid bei AlfaAesar, abgerufen am 11. Juli 2011.
- Bovina L. A. et al. Fysik av föreningar AIIBVI / ed. A.N. Georgobiani, M.K. Sheinkman. - M .: Nauka, Ch. ed. Phys.-Matte. lit., 1986. - 319, [1] sid. : fig., tab. - 2600 exemplar.
 Ordböcker och uppslagsverk |
|---|