Войти
 . Монокристалл теллурида висмута | |
 . Атомная структура: идеальная (l) и с двойником дефект (r) | |
 . Электронная микрофотография двойникового теллурида висмута | |
| Идентификаторы | |
|---|---|
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.013.760  |
| Номер EC |
|
| PubChem CID | |
| UNII | |
| Панель управления CompTox (EPA ) | |
InChI
| |
SMILES
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | Bi2Te3 |
| Молярная масса | 800,76 г / моль |
| Внешний вид | серый порошок |
| Плотность | 7,74 г / см |
| Температура плавления | 580 ° C (1076 ° F; 853 K) |
| Растворимость в воде | нерастворимый |
| Растворимость в этаноле | растворимый |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | Тригональная, hR15 |
| Пространственная группа | R3m, № 166 |
| Постоянная решетки | a = 0,4395 нм, c = 3,044 нм |
| Формульные единицы (Z) | 3 |
| Опасности | |
| Паспорт безопасности | Sigma-Aldrich |
| NFPA 704 (огненный алмаз) |  0 2 0 |
| Температура вспышки | негорючий |
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
| PEL (допустимый) | TWA 15 мг / м (всего) TWA 5 мг / м (соответственно) (чистый). нет (с примесью сульфида селена ) |
| REL (рекомендуется) | TWA 10 мг / м (всего) TWA 5 мг / м (соответственно) (чистый) TWA 5 мг / м (с добавлением сульфида селена) |
| IDLH (Непосредственная опасность) | ND (чистый и легированный) |
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 N (что такое ?) | |
| Ссылки в ink | |
Теллурид висмута (Bi 2Te3) представляет собой серый порошок, который представляет собой соединение висмута и теллура также известен как теллурид висмута (III). Это полупроводник, который при легировании сурьмой или селеном является эффективным термоэлектрическим материалом для холодоснабжения или портативного производства электроэнергии. Bi 2Te3представляет собой топологический изолятор и, таким образом, проявляет зависящие от толщины физические свойства.
теллурид висмута представляет собой узкозонный слоистый полупроводник с тригональной элементарной ячейкой. Структуру валентной зоны и зоны проводимости можно описать как многоэллипсоидальную модель с 6 эллипсоидами постоянной энергии, центрированными в плоскостях отражения. Bi 2Te3легко расщепляется вдоль тригональной оси из-за ван-дер-ваальсовой связи между соседними атомами теллура. По этой причине материалы на основе теллурида висмута, используемые для выработки электроэнергии или охлаждения, должны быть поликристаллическими. Кроме того, коэффициент Зеебека объемного Bi 2Te3компенсируется примерно при комнатной температуре, в результате чего материалы, используемые в устройствах для выработки энергии, должны быть сплавом висмута, сурьмы, теллура и селена.
Недавно исследователи попытались повысить эффективность материалов на основе Bi 2Te3, создав структуры, в которых один или несколько размеров уменьшены, например нанопроволоки или тонкие пленки. В одном таком случае было показано, что теллурид висмута n-типа имеет улучшенный коэффициент Зеебека (напряжение на единицу разницы температур), составляющий -287 мкВ / К при 54 ° C, однако один Необходимо понимать, что коэффициент Зеебека и электрическая проводимость имеют компромисс: более высокий коэффициент Зеебека приводит к снижению концентрации носителей и уменьшению электропроводности.
В другом случае исследователи сообщают, что теллурид висмута имеет высокую электрическую проводимость 1,1 × 10 См · м / м с очень низкой решеткой теплопроводностью 1,20 Вт / (м · К), аналогичной обычному стеклу.
Теллурид висмута - хорошо изученный топологический изолятор. Было показано, что его физические свойства изменяются при сильно уменьшенных толщинах, когда его проводящие поверхностные состояния обнажены и изолированы. Эти тонкие образцы получают посредством эпитаксии или механического расслоения.
Методы эпитаксиального роста, такие как молекулярно-лучевая эпитаксия и химическое осаждение металлоорганических соединений из паровой фазы, являются обычными методами получения тонких образцов Bi 2Te3. Стехиометрия образцов, полученных с помощью таких методов, может сильно различаться между экспериментами, поэтому для определения относительной чистоты часто используется рамановская спектроскопия . Однако тонкие образцы Bi 2Te3устойчивы к спектроскопии комбинационного рассеяния из-за их низкой температуры плавления и плохой дисперсии тепла.
Кристаллическая структура Bi 2Te3позволяет механически отслаивать тонкие образцы путем расслаивания вдоль тригональной оси. ось. Этот процесс значительно ниже по выходу, чем эпитаксиальный рост, но дает образцы без дефектов и примесей. Подобно извлечению графена из массивных образцов графита, это осуществляется путем наложения и удаления клейкой ленты с последовательно более тонких образцов. Эта процедура была использована для получения чешуек Bi 2Te3толщиной 1 нм. Однако этот процесс может оставлять значительные количества остатков клея на стандартной подложке Si / SiO 2, что, в свою очередь, затрудняет измерения с помощью атомно-силовой микроскопии и препятствует размещению контактов на подложке для определенных целей. тестирования. Обычные методы очистки, такие как кислородная плазма, кипячение ацетона и изопропилового спирта, неэффективны для удаления остатков.
Минеральная форма Bi 2Te3представляет собой теллуровисмутит, который встречается умеренно редко. Существует множество природных теллуридов висмута различной стехиометрии, а также соединений системы Bi-Te-S- (Se), таких как Bi 2Te2S (тетрадимит ).
Теллурид висмута может быть получен простым запечатыванием смешанных порошков висмута и металлического теллура в кварцевой трубке под вакуумом (критично, поскольку незапечатанный или протекающий образец может взорваться в печи) и нагреванием его до 800 ° C в a муфельная печь.
Среда, относящаяся к теллуриду висмута на Wikimedia Commons