Халькогениды индия включают все соединения индия с халькогенными элементами, кислородом , серой , селеном и теллуром . ( Полоний исключен, поскольку о его соединениях с индием известно немного). Наиболее охарактеризованными соединениями являются халькогениды In(III) и In(II), например, сульфиды In2S3 и InS.
Эта группа соединений привлекла большое внимание исследователей, поскольку они включают полупроводники , фотоэлектрические элементы и материалы с фазовым переходом . Во многих приложениях халькогениды индия используются в качестве основы тройных и четвертных соединений, таких как оксид индия -олова , ITO и селенид меди-индия-галлия , CIGS.
Некоторые соединения, которые были описаны и попали в учебники, не были подтверждены более поздними исследователями. Список соединений ниже показывает соединения, которые были описаны, а те соединения, структура которых не была определена или существование которых не было подтверждено последними структурными исследованиями, выделены курсивом.
Существует множество соединений, причина этого в том, что индий может присутствовать в виде
Соединение In 2 Te 5 представляет собой полителлурид, содержащий Te2−
3единица.
Ни один из халькогенидов индия не может быть описан просто как ионный по своей природе, все они включают в себя степень ковалентной связи. Однако, несмотря на это, полезно формулировать соединения в ионных терминах, чтобы получить представление о том, как построены структуры. Соединения почти всегда имеют несколько полиморфов, то есть они могут кристаллизоваться в несколько различных формах в зависимости либо от метода производства, либо от подложки, на которую они нанесены. Многие соединения состоят из слоев, и именно различные способы укладки слоев являются причиной полиморфизма.
В2О, В2Сэ
- In 2 O хорошо документирован. Он существует в газообразной фазе, и есть многочисленные сообщения о небольших количествах, обнаруженных в твердой фазе, но окончательная структура не была опубликована. В настоящее время считается, что соединение, описанное как In 2 Se, на самом деле было образцом In 4 Se 3 . [1]
В4С3, В4Сэ3, В4Те3
- In 4 S 3 был описан, но недавно был повторно исследован и теперь считается, что его не существует. Оба In 4 Se 3 и In 4 Te 3 являются похожими черными кристаллическими твердыми веществами и были разработаны так, чтобы содержать нелинейный In5+
3единица, которая является изоэлектронной с Hg2+
3. Например, селенид формулируется как In + · In5+
3·3Se 2− . [2]
В5С4
- Повторное исследование показало, что исходный образец на самом деле представлял собой SnIn 4 S 4 . [3]
ИнС, ИнСе, ИнТе
- ИнС, ИнСе
- InS и InSe похожи, оба содержат In4+
2и имеют слоистую структуру. InS, например, может быть сформулирован как In 2 4+ ·2S 2− . InSe имеет две кристаллические формы β-InSe и γ-InSe, которые отличаются только способом наложения слоев. InSe является полупроводником и материалом с фазовым переходом, а также имеет потенциал в качестве оптического носителя записи. [4] - ИнТе
- InTe в отличие от InS и InSe является смешанным валентным соединением индия, содержащим In + и In 3+ и может быть сформулирован как In + ·In 3+ ·2Te 2− . Он похож на TlSe и имеет тетраэдрические блоки InTe 4 , которые имеют общие ребра. Он имеет потенциал для использования в фотоэлектрических устройствах. [5]
В6С7, В6Сэ7
- Эти соединения изоструктурны и были сформулированы с индием в 3 различных степенях окисления: +1, +2 и +3. Они были сформулированы как, например, In + · In4+
2·3In 3+ ·7S 2− . Длина связи индий–индий в единицах In 2 составляет 2,741 Å (сульфид), 2,760 Å (селенид). [6] [7] In 6 S 7 является полупроводником n-типа. [8]
В3Те4
- Это соединение было описано как сверхпроводник. [9] Была предложена необычная структура [10] , которая фактически является In 4 Te 4 , но с одной четвертью позиций индия вакантной. Кажется, нет короткого расстояния индий-индий, которое указывало бы на единицу In-In.
В7Те10
- Это формулируется как В4+
2·12In 3+ ·20Te 2− . Расстояние In–In составляет 2,763 Å. Имеет структуру, похожую на Ga 7 Te 10 и Al 7 Te 10
[11]
В2С3, В2Сэ3, В2Те3
- В 2 С 3
- Сульфид индия(III) — желтое или красное тугоплавкое твердое вещество. Является полупроводником n-типа .
- В 2 С 3
- Селенид индия(III) — черное соединение, имеющее потенциальное оптическое применение.
- В 2 Те 3
- Теллурид индия(III) — это черное тугоплавкое твердое вещество, применяемое в качестве полупроводника и оптического материала. Он имеет две кристаллические формы: α и β.
В3Те5
- Об этом сообщалось в фазовых исследованиях в 1964 году, но его структура не была подтверждена.
В2Те5
- Это полителлуридное соединение, и его структура состоит из слоев, которые в свою очередь состоят из цепочек связанных тетраэдров InTe 4 , где три атома теллура являются мостиковыми. Есть атомы теллура, отделенные от цепочек. Соединение было сформулировано как (2In 3+ ·Te 2− · Te2−
3) n уравновешен отдельными ионами Te 2− . Структура подобна Al 2 Te 5 . [12]
Ссылки
- ^ Hogg, JHC; Sutherland, HH; Williams, DJ (1973). "Кристаллическая структура триселенида тетраиндия". Acta Crystallographica Section B. 29 ( 8): 1590. Bibcode : 1973AcCrB..29.1590H. doi : 10.1107/S0567740873005108.
- ^ Шварц, Ю.; Хиллебрехт, Х.; Дейзерот, HJ; Вальтер, Р. (1995). «In 4 Te 3 и In 4 Se 3 : Neubestimmung der Kristallstrukturen, druckabhängiges Verhalten und eine Bemerkung zur Nichtexistenz von In 4 S 3 ». Zeitschrift für Kristallographie . 210 (5): 342. Бибкод : 1995ЗК....210..342С. дои :10.1524/zkri.1995.210.5.342.
- ^ Пфайфер, Х.; Дейзерот, HJ (1991). «В 5 С 4 = СВ 4 С 4 : Эйне Корректур!». Zeitschrift für Kristallographie - Кристаллические материалы . 196 (1–4). дои : 10.1524/zkri.1991.196.14.197.
- ^ Gibson, GA; Chaiken, A.; Nauka, K.; Yang, CC; Davidson, R.; Holden, A.; Bicknell, R.; Yeh, BS; Chen, J.; Liao, H.; Subramanian, S.; Schut, D.; Jasinski, J.; Liliental-Weber, Z. (2005). "Средство записи с изменением фазы, обеспечивающее сверхплотное хранение данных электронного пучка". Applied Physics Letters . 86 (5): 051902. Bibcode :2005ApPhL..86e1902G. doi : 10.1063/1.1856690 . hdl :2144/28192.
- ^ Сапата-Торрес, М. (2001). «Выращенные пленки InTe методом переноса пара на близком расстоянии». Superficies y Vacío . 13 : 69–71.
- ^ Hogg, JHC (1971). "Кристаллическая структура In6Se7" (PDF) . Acta Crystallographica Section B. 27 ( 8): 1630–1634. Bibcode : 1971AcCrB..27.1630H. doi : 10.1107/S056774087100445X.
- ^ Hogg, JHC; Duffin, WJ (1967). "Кристаллическая структура In 6 S 7 ". Acta Crystallographica . 23 (1): 111–118. Bibcode : 1967AcCry..23..111H. doi : 10.1107/S0365110X6700221X.
- ^ Гамаль, GA (1997). «О механизме проводимости и термоэлектрических явлениях в кристаллах In 6 S 7 слоев». Crystal Research and Technology . 32 (5): 723–731. Bibcode : 1997CryRT..32..723G. doi : 10.1002/crat.2170320517.
- ^ Геллер, С.; Халл, Г. (1964). «Сверхпроводимость интерметаллических соединений с NaCl-типом и родственными структурами». Physical Review Letters . 13 (4): 127. Bibcode : 1964PhRvL..13..127G. doi : 10.1103/PhysRevLett.13.127.
- ^ Каракостас, Т.; Флеварис, Н.Ф.; Влачавас, Н.; Блерис, Г.Л.; Эконому, Н.А. (1978). «Упорядоченное состояние In 3 Te 4 ». Acta Crystallographica Section A. 34 ( 1): 123–126. Bibcode :1978AcCrA..34..123K. doi :10.1107/S0567739478000224.
- ^ Дейсерот, HJ; Мюллер, Х.-Д. (1995). «Кристаллические структуры декателлурида гептагаллия Ga 7 Te 10 и декателлурида гептаиндия In 7 Te 10 ». Zeitschrift für Kristallographie . 210 (1): 57. Бибкод : 1995ZK....210...57D. дои :10.1524/zkri.1995.210.1.57.
- ^ Дейсерот, HJ; Аманн, П.; Турн, Х. (1996). «Пентателлурид M 2 Te 5 (M = Al, Ga, In) Полиморфия, структура и гомогенизация». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 622 (6): 985. doi :10.1002/zaac.19966220611.
Дальнейшее чтение