二硒化铂是一种无机化合物,化学式为PtSe2。它是层状物质,可以分成薄层至三原子厚的单层。厚度不同,PtSe2可以展现出半金属半导体特性。

Quick Facts 二硒化铂, 识别 ...
二硒化铂
Thumb
英文名 Platinum(IV) selenide
Platinum diselenide
别名 硒化铂(IV)
识别
CAS号 12038-26-5  checkY
PubChem 101946448
SMILES
 
  • [Se]=[Pt]=[Se]
性质
化学式 PtSe2
摩尔质量 353 g·mol−1
外观 不透明的黄白色金属光泽固体
密度 9.54
熔点 (分解)
溶解性 难溶
能隙 0 (粒状) 1.3 eV (单层) eV
结构
晶体结构 空间群 P3m1 164 hexagonal
晶格常数 a = 3.728[1], c = 5.031
配位几何 八面体
相关物质
其他阴离子 二氧化铂
二硫化铂
二碲化铂
其他阳离子 二硒化钯
相关化合物 Pt5Se4
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。
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二硒化铂在自然界中以硒铂矿(Sudovikovite)的形式存在,该矿以俄罗斯石油学家N.G. Sudovikov(1903 - 1966)命名。矿石的硬度在2到2.5之间。硒铂矿发现于俄罗斯卡累利阿共和国的Zaonezhie半岛的Velikaya Guba铀钒矿床的Srednyaya Padma矿区中。[2]

制备

在1909年,Minozzi第一个报道了通过相应的元素单质制备二硒化铂。[3]

将铂薄箔在400℃时与蒸气加热可以得到二硒化铂。[4][5]

铂的111晶面暴露于硒蒸气中,270℃可以形成单层PtSe2.[6]

除了这些硒化法外,PtSe2也可以通过在水溶液中用硒化氢处理Pt(IV)得到,或者是加热四氯化铂的混合物。[3]

性质

二硒化铂的晶体结构为CdI2,形成的是层状结构。每个单层有铂原子中心,硒原子在铂的上方和下方。这种结构也称为“1T”,属于三角晶系。每层仅由弱键结合在一起,因此可以将片剥离为双层或单层。[7]

块状的PtSe2是半金属材料,单层是半导体材料。[7]块状材料的电导率为620,000 S/m。[8]

XPS光谱显示了在Pt 4f处有72.3eV的峰,在Pt 5p3/2有55.19和54.39eV的峰[7];Se 3d3/2和3d5/2分别有55.19和54.39eV的峰。[6]

声子振动由红外活性A2u(Se在Pt面外振动)、Eu(层振动,Se相对于Pt)和拉曼活性A1g(Se顶部和底部原子沿相反方向205cm-1移动)、Eg(在平面Se原子相对于顶部和底部移动175cm−1)。在拉曼光谱中,当测量与入射光线垂直偏振的受激发射时,A1g被减弱。堆叠更多的层时,Eg模式发生红移。(双层材料为166cm−1,块状材料为155cm−1)。当厚度变化时,Alg排放仅略有变化。[7]

对于单层,带隙为1.2eV(计算值),双层的为0.21eV(计算值)。对于三层或更厚的物质,会失去一个带隙并变为半金属性质。[6]

PtSe2可以在特定气体(如二氧化氮)存在下改变其电导性。在几秒钟内,NO2吸附在PtSe2材料的表面,降低了电阻。当气体不存在时,大约一分钟内会回到高电阻的状态。[4]PtSe2塞贝克系数英语Seebeckcoefficient为40 μV/K。[9]

虽然二硒化铂是非磁性的,但是当存在高达10%的铂空位并且其被置于5%的应变下时,它预计将变为铁磁性。[10]

二硒化铂的单层显示螺旋旋转纹理,对诸如此类的中心对称材料来说,这一性质并不是我们想要的。这个性质可能是由于局部偶极诱导的拉什巴效应英语Rashba effect,这意味着PtSe2是潜在的自旋电子材料。[11]

化学反应

目前已知的是在室温下仅与二硒化铂发生物理吸附,所对应的能量分别为−0.19 eV和−0.13 eV,远低于室温下发生反应所需的能量。[8]

参考文献

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