テルル化ヒ素(III)
| 名前 | |
|---|---|
| IUPAC名 テルル化ヒ素(III) | |
| その他の名前 テルル化ヒ素 | |
| 識別子 | |
3Dモデル（JSmol） | |
| ケムスパイダー | |
| ECHA 情報カード | 100.031.765 |
| EC番号 |
|
PubChem CID | |
CompToxダッシュボード（EPA） | |
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| プロパティ | |
| As 2 Te 3 | |
| モル質量 | 532.64 g·mol −1 |
| 構造[ 1 ] | |
| 単斜晶系 | |
| C2/m | |
a = 14.339 Å、b = 4.006 Å、c = 9.873 Å α＝90°、β＝95°、γ＝90° | |
格子体積（V） | 564.96 |
数式単位（Z） | 4 |
| 危険 | |
| GHSラベル： | |
  | |
| 危険 | |
| H301、H331、H410 | |
| P261、P264、P270、P271、P273、P301+P310、P304+P340、P311、P321、P330、P391、P403+P233、P405、P501 | |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン | 三酸化ヒ素、三硫化ヒ素、三セレン化ヒ素 |
その他の陽イオン | テルル化アンチモンテルル化ビスマス |
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。 | |
テルル化ヒ素(III)は、化学式As 2 Te 3で表されるヒ素とテルルの無機化合物です。単斜晶系α相と高圧下で菱面体晶系β相に相転移する2つの形態で存在します。 [ 2 ]この化合物は半導体であり、電流の大部分は正孔によって運ばれます。[ 3 ]テルル化ヒ素は、非線形光学への応用が検討されています。[ 4 ]
分子構造と結晶構造
テルル化ヒ素(III)は、 As 2 Te 3分子の鎖を形成する第15族セスキカルコゲニドのバルク形態であり、最終的には互いに積み重なり、弱いファンデルワールス力によって結合します。[ 5 ] As 2 Te 3分子の長い枝が積み重なると、テルル化ヒ素(III)は、異なる圧力でɑ- As 2 Te 3およびβ- As 2 Te 3構成で見られる非晶質結晶構造になります。常圧では、ɑ- As 2 Te 3は熱電特性の低い単斜晶系構造を示します。しかし、高圧環境に置かれると、ɑ- As 2 Te 3は、高い熱電特性を持つ菱面体晶R 3 m空間群を持つβ- As 2 Te 3構成に変形します。[ 6 ]
As2Te3は半導体であり、その電流伝導能力から非線形光学の研究に使用されてきました。しかし、高温で不純物をドープすると、これらの伝導能力は従来の半導体能力から金属伝導のみへと不可逆的に変化します。[ 5 ] [ 7 ]この不可逆的な変化は、 As2Te3に添加されたドーピング物質が不純物クラスターを形成し、複合体の常磁性傾向の増加を引き起こすためであると考えられます。[ 5 ]
非線形光学への応用
As 2 Te 3は最も研究されていないアモルファスカルコゲニド化合物で、主に非線形光学で光を再分配するためのガラスやレンズとして使用される半導体のグループです。 [ 8 ] As 2 Te 3 をアモルファス結晶固体に合成することが難しいため、広く研究されていません。テルル化ヒ素の結晶化を避けるためには、溶融物から取り出した後すぐに急冷する必要があります。[ 8 ]テルル化ヒ素とAs 2 Te 3を含む材料は、非線形光学の分野で人気が高まり始めています。これは、アモルファスガラスAs 2 Te 3 が、媒体内で相互作用するときに光源（通常はレーザー）の電荷密度を再分配する点で優れているためです。[ 9 ]この再分配の重要性は、レーザーの性質を変更して特定の機能を実行できることです。例としては、センサーや光通信システムにおけるレーザーの使用や、材料研究に使用される機器やその他の機械におけるレーザーの色の変更などが挙げられます。[ 6 ] [ 7 ]
最近の研究では、As 2 Te 3 は温度に関わらず伝導ギャップを囲む移動度端を示すことが発見されており、これによりアモルファス構造は予想以上に高い速度で電気を伝導することができる。[ 8 ]このことから、移動度端は非局在状態と局在状態の間にあり、他のアモルファスガラスよりも暗移動度から光伝導移動度への遷移がエネルギー的に効率的であるという仮説が立てられる。[ 8 ]
半導体
ドープされた結晶状態のテルル化ヒ素(III)には、エッジ周辺の電子密度が比較的自由であるため、エッジ近くに不純物をドーピングすることで生じる電子キャリアが存在する。[ 10 ]これらの比較的自由である電子は不純物と相互作用してエッジ周辺の電子密度を減少させ、「テール」を形成する。これらのバンドテールは重なり合ってギャップまたはホールを形成し、p型ドーピングに類似しており、伝導に利用できる。しかし、格子内のキャリアの移動度は2つのテールのフェルミ準位付近で大幅に低下する。 [ 7 ] [ 10 ]これは、伝導を引き起こすにはギャップへの電子のホッピングを誘発するために、通常はフォノンに関連する電子刺激が必要であることを示している。 [ 5 ] [ 10 ] As 2 Te 3結晶の電気伝導を引き起こすには外部フォノン刺激が必要であるという点は、As 2 Te 3またはAs 2 Te 3ベースのガラスが非線形光学に有効であることを裏付けています。これは、光が格子に入ると電子ホッピングを引き起こし、伝導を誘導するからです。電子はフェルミ準位付近の伝導ギャップにホッピングするため、光は変化し、格子に入ったときとは異なる形で出ていきます。[ 10 ]
参考文献
- ^ Carron, GJ (1963-05-01). 「テルル化ヒ素の結晶構造と粉末データ」 . Acta Crystallographica . 16 (5). 国際結晶学連合 (IUCr): 338– 343. Bibcode : 1963AcCry..16..338C . doi : 10.1107/s0365110x63000943 . ISSN 0365-110X .
- ^ Sharma, Yamini; Srivastava, Pankaj (2011). 「α相およびβ相テルル化ヒ素の電子的、光学的、および輸送特性の第一原理研究」.光学材料. 33 (6). Elsevier BV: 899– 904. Bibcode : 2011OptMa..33..899S . doi : 10.1016/j.optmat.2011.01.020 . ISSN 0925-3467 .
- ^ Moustakas, TD; Weiser, K. (1975-09-15). 「アモルファスヒ素テルル化物の輸送特性と再結合特性」. Physical Review B. 12 ( 6). American Physical Society (APS): 2448– 2454. Bibcode : 1975PhRvB..12.2448M . doi : 10.1103/physrevb.12.2448 . ISSN 0556-2805 .
- ^ Lee, Jinho; Jhon, Young In; Lee, Kyungtaek; Jhon, Young Min; Lee, Ju Han (2020-09-17). 「テルル化ヒ素の非線形光学特性と超高速ファイバーレーザーへの応用」 . Scientific Reports . 10 (1). Springer Science and Business Media LLC: 15305. Bibcode : 2020NatSR..1015305L . doi : 10.1038/ s41598-020-72265-3 . ISSN 2045-2322 . PMC 7498598. PMID 32943737 .
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- ^ a b Lee, Jinho; Jhon, Young In; Lee, Kyungtaek; Jhon, Young Min; Lee, Ju Han (2020-09-17). 「テルル化ヒ素の非線形光学特性と超高速ファイバーレーザーへの応用」 . Scientific Reports . 10 (1) : 15305. Bibcode : 2020NatSR..1015305L . doi : 10.1038/s41598-020-72265-3 . ISSN 2045-2322 . PMC 7498598. PMID 32943737 .
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- ^ a b c d Weiser, K.; Brodsky, MH (1970-01-15). 「アモルファスヒ素テルル化物薄膜の直流伝導性、光吸収、および光伝導性」 . Physical Review B. 1 ( 2): 791– 799. Bibcode : 1970PhRvB...1..791W . doi : 10.1103/physrevb.1.791 . ISSN 0556-2805 .
- ^ Kityk, IV; Kasperczyk, J.; Pluciński, K. (1999-10-01). 「Sb 2 Te 3 –CaCl 2 –PbCl 2ガラスにおける2光子吸収と光誘起第二高調波発生」 . Journal of the Optical Society of America B. 16 ( 10): 1719. Bibcode : 1999JOSAB..16.1719K . doi : 10.1364/josab.16.001719 . ISSN 0740-3224 .
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