二硒化鉑是一種無機化合物,化學式為PtSe2。它是層狀物質,可以分成薄層至三原子厚的單層。厚度不同,PtSe2可以展現出半金屬半導體特性。

Quick Facts 二硒化鉑, 識別 ...
二硒化鉑
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英文名 Platinum(IV) selenide
Platinum diselenide
別名 硒化鉑(IV)
識別
CAS號 12038-26-5  checkY
PubChem 101946448
SMILES
 
  • [Se]=[Pt]=[Se]
性質
化學式 PtSe2
摩爾質量 353 g·mol−1
外觀 不透明的黃白色金屬光澤固體
密度 9.54
熔點 (分解)
溶解性 難溶
能隙 0 (粒狀) 1.3 eV (單層) eV
結構
晶體結構 空間群 P3m1 164 hexagonal
晶格常數 a = 3.728[1], c = 5.031
配位幾何 八面體
相關物質
其他陰離子 二氧化鉑
二硫化鉑
二碲化鉑
其他陽離子 二硒化鈀
相關化合物 Pt5Se4
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。
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二硒化鉑在自然界中以硒鉑礦(Sudovikovite)的形式存在,該礦以俄羅斯石油學家N.G. Sudovikov(1903 - 1966)命名。礦石的硬度在2到2.5之間。硒鉑礦發現於俄羅斯卡累利阿共和國的Zaonezhie半島的Velikaya Guba鈾釩礦床的Srednyaya Padma礦區中。[2]

製備

在1909年,Minozzi第一個報道了通過相應的元素單質製備二硒化鉑。[3]

將鉑薄箔在400℃時與蒸氣加熱可以得到二硒化鉑。[4][5]

鉑的111晶面暴露於硒蒸氣中,270℃可以形成單層PtSe2.[6]

除了這些硒化法外,PtSe2也可以通過在水溶液中用硒化氫處理Pt(IV)得到,或者是加熱四氯化鉑的混合物。[3]

性質

二硒化鉑的晶體結構為CdI2,形成的是層狀結構。每個單層有鉑原子中心,硒原子在鉑的上方和下方。這種結構也稱為「1T」,屬於三角晶系。每層僅由弱鍵結合在一起,因此可以將片剝離為雙層或單層。[7]

塊狀的PtSe2是半金屬材料,單層是半導體材料。[7]塊狀材料的電導率為620,000 S/m。[8]

XPS光譜顯示了在Pt 4f處有72.3eV的峰,在Pt 5p3/2有55.19和54.39eV的峰[7];Se 3d3/2和3d5/2分別有55.19和54.39eV的峰。[6]

聲子振動由紅外活性A2u(Se在Pt面外振動)、Eu(層振動,Se相對於Pt)和拉曼活性A1g(Se頂部和底部原子沿相反方向205cm-1移動)、Eg(在平面Se原子相對於頂部和底部移動175cm−1)。在拉曼光譜中,當測量與入射光線垂直偏振的受激發射時,A1g被減弱。堆疊更多的層時,Eg模式發生紅移。(雙層材料為166cm−1,塊狀材料為155cm−1)。當厚度變化時,Alg排放僅略有變化。[7]

對於單層,帶隙為1.2eV(計算值),雙層的為0.21eV(計算值)。對於三層或更厚的物質,會失去一個帶隙並變為半金屬性質。[6]

PtSe2可以在特定氣體(如二氧化氮)存在下改變其電導性。在幾秒鐘內,NO2吸附在PtSe2材料的表面,降低了電阻。當氣體不存在時,大約一分鐘內會回到高電阻的狀態。[4]PtSe2塞貝克係數英語Seebeckcoefficient為40 μV/K。[9]

雖然二硒化鉑是非磁性的,但是當存在高達10%的鉑空位並且其被置於5%的應變下時,它預計將變為鐵磁性。[10]

二硒化鉑的單層顯示螺旋旋轉紋理,對諸如此類的中心對稱材料來說,這一性質並不是我們想要的。這個性質可能是由於局部偶極誘導的拉什巴效應英語Rashba effect,這意味着PtSe2是潛在的自旋電子材料。[11]

化學反應

目前已知的是在室溫下僅與二硒化鉑發生物理吸附,所對應的能量分別為−0.19 eV和−0.13 eV,遠低於室溫下發生反應所需的能量。[8]

參考文獻

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