Оксид европия(II)

Окси́д евро́пия(II) — бинарное неорганическое соединение металла европия и кислорода с химической формулой ${\displaystyle {\ce {EuO}}}$, тёмно-красные кристаллы, реагирует с водой.

Оксид европия​(II)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид европия​(II)​
Традиционные названия	Монооксид европия; окись европия
Хим. формула	${\displaystyle {\ce {EuO}}}$
Физические свойства
Состояние	тёмно-красные кристаллы
Молярная масса	167,96 г/моль
Плотность	8,2 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1700; 1980 °C
Энтальпия
• образования	−590 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	12020-60-9
PubChem	18439542
Рег. номер EINECS	234-660-8
SMILES	O=[Eu]
InChI	InChI=1S/Eu.O FYZGFASBNJXJGO-UHFFFAOYSA-N
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Получение

• Восстановление оксида европия(III) углеродом или европием:

${\displaystyle {\ce {Eu2O3\ +C->[1300~^{\circ }{\text{C}}]2EuO\ +CO}}}$,

${\displaystyle {\ce {Eu2O3\ +Eu->[1220~^{\circ }{\text{C}},\ {\ce {Ar}}]3EuO}}}$.

• Взаимодействием оксигалогенидов европия, например, оксида-хлорида европия(III) с гидридом лития в вакууме при 600—800 °C:

${\displaystyle {\ce {EuOCl + 2 LiH -> 2 EuO + 2 LiCl + H2}}}$.

• Восстановлением оксида европия(III) лантаном при 1300—1500 °C.
• Восстановлением оксида европия(III) гидридом европия при 800 °C.

Физические свойства

Оксид европия(II) образует тёмно-красные кристаллы кубической сингонии с периодом решетки 0,51439 нм.

Является ферромагнитным полупроводником с температурой Кюри Т_к = 69,3 К^[1] и шириной запрещенной энергетической зоны 1,12 эВ. Температура Кюри может быть повышена легированием или приложением внешнего давления^[2][3].

Вследствие наличия зависимости сдвига края оптического поглощения от степени магнитного порядка в структуре и внешнего магнитного поля, есть возможность регулировать собственную и примесную проводимость оксида европия(II). Для оксида европия(II) при понижении температуры от Т_к до 20 К этот сдвиг составляет 0,25 эВ. Следует также отметить, что благодаря большому значению магнитного момента иона европия в состоянии насыщения (~7 μ_Б) и намагниченности насыщения (2,43 Тл), носители тока в монооксиде европия почти на 100 % поляризованы по спину^[4].

Важным физическим свойством EuO, богатым на металлическую фазу, является наличие перехода металл-диэлектрик. Данный переход сопровождается резким повышением сопротивления на 13 порядков близ точки Кюри при определённых условиях. В температурном диапазоне всего лишь в несколько кельвинов, этот скачок сопротивления является самым большим среди всех известных материалов^[5].

Удельное электрическое сопротивление: 10⁸−10¹⁰ Ом·см.

Температура Кюри — Вейса: 76 К.

Химические свойства

• Реагирует с холодной водой:

${\displaystyle {\ce {EuO + H2O -> Eu(OH)2}}}$.

• Реагирует с горячей водой:

${\displaystyle {\ce {2 EuO + 4 H2O -> 2 Eu(OH)3 + H2 ^}}}$.

• Реагирует с разбавленными холодными кислотами:

${\displaystyle {\ce {EuO + 2 HCl -> EuCl2 + H2O}}}$.

• Реагирует с концентрированными горячими кислотами:

${\displaystyle {\ce {EuO\ +4HNO3->[90~^{\circ }{\text{C}}]Eu(NO3)3\ +2H2O\ +NO2}}}$${\displaystyle {\ce {^}}}$.

Применение

Один из потенциальных материалов для применения в спинтронике обладающий высокой спиновой поляризацией.

Примечания

1. McGuire T. R., Shafer M. W. Ferromagnetic Europium Compounds // Journal of Applied Physics. — 1964. — Vol. 35. — P. 984—988. — ISSN 00218979. — doi:10.1063/1.1713568. [исправить]
2. DiMarzio D., Croft M., Sakai N., Shafer M. W. Effect of pressure on the electrical resistance of EuO // Phys. Rev. B — 1987. — Vol. 35, No. 16. — P. 8891-8893.
3. Ott H., Heise S. J., Sutarto R., Hu Z., Chang C. F. et al. Soft x-ray magnetic circular dichroism study on Gd-doped EuO thin films // Phys. Rev. B — 2006. — Vol. 73, No. 9, 094407.
4. Борухович А. С. Особенности квантового туннелирования в мультислоях и гетероструктурах, содержащих ферромагнитные полупроводники // УФН. — 1999. — Т. 169, N 7. — С. 737—751.
5. Torrance J. B., Shafer M. W., McGuire T. R. Bound magnetic polarons and the insulator-metal transition in EuO // Phys. Rev. Lett. — 1972. — Vol. 29, No. 17. — P. 1168—1171.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.