二セレン化白金
| 名前 | |
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| その他の名前 プラチナ(IV)セレン化物 スドビコバイト | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol） |
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| ケムスパイダー |
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PubChem CID |
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CompToxダッシュボード （EPA） |
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| プロパティ | |
| Pt Se 2 | |
| モル質量 | 353.026 g·mol −1 |
| 外観 | 不透明な金属的な黄白色 |
| 密度 | 9.54 |
| 融点 | 分解する |
| 不溶性 | |
| バンドギャップ | 0 (バルク) 1.3 eV 単分子層 |
| 構造 | |
| 空間群P 3 m1 164 六方晶系 | |
a = 3.728 [1]、c = 5.031 | |
| 八面体 | |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン | 二硫化白金、二テルル化白金、PtSeTe、PtSSe |
その他の陽イオン | 二セレン化パラジウムNiSeTe |
関連する白金セレン化物 | ルベロアイト Pt 5 Se 4 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |
二セレン化白金は、化学式PtSe 2で表される遷移金属二カルコゲニドです。層状物質であり、原子3個分の厚さまで層状に分割できます。PtSe 2は、その厚さに応じて半金属または半導体として振舞います。
合成
ミノッツィは1909年に初めて元素から二セレン化白金を合成したことを報告した。[2]
二セレン化白金は、白金の薄い箔をセレン蒸気中で400℃で加熱することによって形成される。[3] [4]
270℃のセレン蒸気に曝露された白金111表面はPtSe2の単層を形成する。[5]
これらのセレン化法に加えて、PtSe2は、セレン化水素で処理したPt(IV)の水溶液中で沈殿させるか、四塩化白金を元素セレンと加熱することによっても製造できる。[2]
自然発生
二セレン化白金は、スドビコバイトという鉱物として天然に産出されます。この鉱物は、1903年から1966年まで生きたロシアの岩石学者、NGスドビコフにちなんで名付けられました。この鉱物の硬度は2～2です。1/2。スドヴィコバイトは、ロシアのカレリア共和国、ザオネジ半島のヴェリカヤ・グバ・ウラン・バナジウム鉱床のスレドニャヤ・パドマ鉱山で発見されました。[6]
プロパティ
二セレン化白金は、ヨウ化カドミウム構造の結晶を形成します。これは、物質が層状であることを意味します。それぞれの単分子層は、白金原子の中央層とその上下にセレン原子のシートを有しています。この構造は「1T」とも呼ばれ、三方晶系構造をしています。各層は互いに弱く結合しており、剥離して二重層または単分子層を形成することが可能です。[7]
バルク状態では半金属であるが、数層にまで薄めると半導体となる。[7] [8]バルク材料の導電率は620,000 S/mである。[9]
XPSスペクトルはPt 4fコアからの72.3 eVのピークを示し、またPt 5p 3/2 [7]とSe 3d 3/2および3d 5/2からの55.19 eVと54.39 eVのピークも示している。[5]
フォノン振動は、赤外線活性A 2u（SeがPtと反対の面外で振動）、E u（SeがPtと反対の面内で振動）、ラマン活性A 1g（Seの上部と下部の原子が反対方向に面外で205 cm −1移動する）、E g（面内で、上部と下部のSe原子が反対方向に175 cm −1移動する）で表されます。ラマンスペクトルでは、入射光線に対して垂直に偏光した誘導放出を測定するとA 1gが減少します。E gモードは、より多くの層が積み重ねられると赤方偏移します。（二重層では166 cm −1 、バルク材料では155 cm −1 ）。A 1g放出は、厚さが変化してもわずかにしか変化しません。[7]
バンドギャップは、単分子層では1.2 eV、二重分子層では0.21 eVと計算されます。三分子層以上の厚さになると、物質はバンドギャップを失い、半金属になります。[5]
PtSe 2は、二酸化窒素などの特定のガスの存在下で伝導性を変化させます。数秒以内にNO 2がPtSe 2材料の表面に吸着し、抵抗を低下させます。ガスがなくなると、約1分で高い抵抗が再び発生します。[3]
PtSe2のゼーベック係数は40μV/Kである。[10]
純粋な二セレン化白金は非磁性であるが、白金空孔と歪みの存在により磁性が誘起されると予測されていた。[11]その後の磁気輸送研究[12]では、欠陥のあるPtSe 2が実際に磁性を示すことが示された。磁性Pt空孔間のRKKY相互作用により、層依存的な強磁性または反強磁性挙動を示す。
二セレン化白金の単分子層はらせん状のスピン構造を示すが、これはこのような中心対称性を持つ材料では予想されない。この特性は局所双極子誘起ラシュバ効果によるものと考えられる。これは、PtSe 2がスピントロニクス材料として有望であることを示唆している。[13]
反応
水は二セレン化白金の表面に-0.19 eVのエネルギーで物理吸着することができ、同様に酸素も-0.13 eVのエネルギーで物理吸着することができます。水と酸素は室温では反応しません。なぜなら、分子を分解するにはかなりのエネルギーが必要だからです。[9]
比較
二セレン化パラジウムは、異なる変性黄鉄鉱構造を有する。二テルル化パラジウムは二セレン化白金と類似した構造を有する。[14] 二硫化白金は半導体であり、二テルル化白金は金属性である。
白金とセレンを含むより複雑な物質も存在し、その中には四級カルコゲニドRb 2 Pt 3 USe 6やCs 2 Pt 3 USe 6などがある[15]。
ジャクチンガイトは、三元系白金セレン化物 HgPtSe 3です。[16]
使用
二セレン化白金は、常温でも安定して中赤外線（MIR）領域までの帯域光検出器として利用できる。[17]また、触媒としても機能し、電界効果トランジスタに組み込むこともできる。[9]
グラフェンと組み合わせることで光触媒として機能し、水と酸素を反応性の高いヒドロキシルラジカルとスーパーオキシドに変換します。この反応は、光子が正孔と電子を生成することで起こります。正孔は水酸化物を中和してヒドロキシルラジカルを生成し、電子は酸素と結合してスーパーオキシドを生成します。これらの反応性種は有機物をミネラル化することができます。
参考文献
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