Gallium(II)-selenid - Gallium(II) selenide
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| Namen | |
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IUPAC-Name
Galliumselenid
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| Andere Namen
Galliummonoselenid
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| Identifikatoren | |
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3D-Modell ( JSmol )
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| ChemSpider | |
| ECHA-Infokarte |
100.031.523 
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PubChem- CID
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| Eigenschaften | |
| Gase | |
| Molmasse | 148,69 g/mol |
| Aussehen | brauner Feststoff |
| Dichte | 5,03 g / cm 3 |
| Schmelzpunkt | 960 °C (1.760 °F; 1.230 K) |
| Bandabstand | 2,1 eV ( indirekt ) |
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Brechungsindex ( n D )
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2.6 |
| Struktur | |
| sechseckig, hP8 | |
| P6 3 /mmc, Nr. 194 | |
| Verwandte Verbindungen | |
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Andere Anionen
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Gallium(II)-oxid , Gallium(II)-sulfid , Gallium(II)-tellurid |
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Andere Kationen
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Zink(II)selenid , Germaniummonoselenid , Indiummonoselenid |
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Verwandte Verbindungen
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Gallium(III)-selenid |
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Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
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 überprüfen ( was ist ?)
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| Infobox-Referenzen | |
Gallium (II) selenid ( Ga Se ) ist eine chemische Verbindung . Es hat eine hexagonale Schichtstruktur, ähnlich der von GaS . Es ist ein Photoleiter, ein Kristall zur Erzeugung der zweiten Harmonischen in der nichtlinearen Optik , und wurde als Ferninfrarot-Umwandlungsmaterial bei 14–31 THz und darüber verwendet.
Verwendet
Es soll Potenzial für optische Anwendungen haben , aber die Ausschöpfung dieses Potenzials wurde durch die Fähigkeit zur einfachen Züchtung von Einkristallen begrenzt . Galliumselenid - Kristalle sind als nichtlineares optisches Material und Photoleiter vielversprechend . Bei der Frequenzumwandlung von Laserlicht werden nichtlineare optische Materialien verwendet . Die Frequenzumwandlung beinhaltet die Verschiebung der Wellenlänge einer monochromatischen Lichtquelle, normalerweise Laserlicht, zu einer höheren oder niedrigeren Lichtwellenlänge, die von einer herkömmlichen Laserquelle nicht erzeugt werden kann.
Es gibt mehrere Verfahren zur Frequenzumwandlung unter Verwendung nichtlinearer optischer Materialien . Die Erzeugung der zweiten Harmonischen führt zu einer Verdoppelung der Frequenz von Infrarot- Kohlendioxid-Lasern . Bei der optisch parametrischen Erzeugung wird die Wellenlänge des Lichts verdoppelt. Nahinfrarot- Festkörperlaser werden üblicherweise in optisch parametrischen Generationen verwendet.
Ein ursprüngliches Problem bei der Verwendung von Galliumselenid in der Optik besteht darin, dass es leicht entlang von Spaltlinien bricht und daher für die praktische Anwendung schwer zu schneiden sein kann. Es hat sich jedoch gezeigt, dass das Dotieren der Kristalle mit Indium ihre strukturelle Festigkeit stark erhöht und ihre Anwendung viel praktischer macht. Es bleiben jedoch Schwierigkeiten beim Kristallwachstum, die überwunden werden müssen, bevor Galliumselenid-Kristalle in der Optik weiter verbreitet werden können.
Galliumselenid-Einzelschichten sind dynamisch stabile zweidimensionale Halbleiter, bei denen das Valenzband eine invertierte Mexican-Hat-Form aufweist, was mit zunehmender Lochdotierung zu einem Lifshitz-Übergang führt.
Die Integration von Galliumselenid in elektronische Geräte wurde durch seine Luftempfindlichkeit behindert. Es wurden mehrere Ansätze entwickelt, um GaSe-Mono- und wenige Schichten zu verkapseln, was zu einer verbesserten chemischen Stabilität und elektronischen Mobilität führt.
Synthese
Die Synthese von GaSe- Nanopartikeln erfolgt durch die Reaktion von GaMe 3 mit Trioctylphosphin-Selen (TOPSe) in einer Hochtemperaturlösung von Trioctylphosphin (TOP) und Trioctylphosphinoxid (TOPO).
- GaMe 3 + P[(CH 2 ) 7 CH 3 ] 3 Se → GaSe
Eine Lösung von 15 g TOPO und 5 ml TOP wird über Nacht unter Stickstoff auf 150 °C erhitzt, wobei eventuell in der ursprünglichen TOP-Lösung vorhandenes Wasser entfernt wird. Diese anfängliche TOP-Lösung wird bei 0,75 Torr vakuumdestilliert, wobei die Fraktion von 204 °C auf 235 °C gebracht wird. Anschließend wird eine TOPSe-Lösung (12,5 mL TOP mit 1,579 g TOPSe) zugegeben und die TOPO/TOP/TOPSe-Reaktionsmischung auf 278 °C erhitzt. GaMe 3 (0,8 ml), gelöst in 7,5 ml destilliertem TOP, wird dann injiziert. Nach der Injektion sinkt die Temperatur auf 254 °C, bevor sie sich nach 10 Minuten im Bereich von 266–268 °C stabilisiert. Dann beginnen sich GaSe-Nanopartikel zu bilden, die durch eine Schulter im optischen Absorptionsspektrum im Bereich von 400–450 nm nachgewiesen werden können. Nachdem diese Schulter beobachtet wurde, lässt man das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abkühlen, um eine weitere Reaktion zu verhindern. Nach Synthese und Abkühlung wird das Reaktionsgefäß geöffnet und die Extraktion der GaSe-Nanopartikellösung durch Zugabe von Methanol durchgeführt . Die Verteilung der Nanopartikel zwischen polarer (Methanol) und unpolarer (TOP) Phase hängt von den experimentellen Bedingungen ab. Wenn die Mischung sehr trocken ist, verteilen sich Nanopartikel in die Methanolphase. Werden die Nanopartikel jedoch Luft oder Wasser ausgesetzt, werden die Partikel ungeladen und werden in die unpolare TOP-Phase aufgeteilt.