-tellurid.png) Элементарная ячейка теллурида германия. | |
| Идентификаторы | |
|---|---|
3D модель ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.031.538  |
PubChem CID | |
| |
| |
| Характеристики | |
| GeTe | |
| Молярная масса | 200,21 г / моль |
| Внешность | твердый |
| Плотность | 6,14 г / см 3 |
| Температура плавления | 725 ° С (1337 ° F, 998 К) |
| Ширина запрещенной зоны | 0,6 эВ [1] |
Показатель преломления ( n D ) | 5 |
| Структура | |
| Ромбоэдрический , hR6 | |
| Р3м, №160 | |
a = 4,1719 Å, c = 10,710 Å [2] | |
Объем решетки ( В ) | 161,430 Å 3 |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Монооксид германия Моносульфид германия Моноселенид германия |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 проверить ( что есть ?)  | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Теллурид германия (GeTe) представляет собой химическое соединение германия и теллура и входит в состав халькогенидных стекол . Он показывает полуметаллическую проводимость и сегнетоэлектрические свойства. [3]
Теллурид германия существует в трех основных кристаллических формах: α ( ромбоэдрическая ) и γ ( орторомбическая ) структуры при комнатной температуре и высокотемпературная β ( кубическая , каменная соль) фаза; α-фаза является наиболее фазой для чистого GeTe при температуре ниже сегнетоэлектрической Кюри примерно 670 К. [4] [5]
Легированный теллурид германия - низкотемпературный сверхпроводник. [6]
Фазовый переход [ править ]
Твердый GeTe может переходить из аморфного состояния в кристаллическое. Кристаллическое состояние имеет низкое удельное сопротивление (полупроводник при комнатной температуре), а аморфное состояние имеет высокое удельное сопротивление. [7] Разница в сопротивлении может достигать шести порядков величины в зависимости от качества пленки, состава GeTe и образования центров зародышеобразования. [7] [8] Резкие изменения свойств материала были использованы в приложениях для хранения данных. Фазовые переходы GeTe могут быть быстрыми, обратимыми и повторяемыми, с резкими изменениями свойств, что делает GeTe многообещающим кандидатом в таких приложениях, как переключение радиочастоты (RF) и переключение постоянного тока (DC). [8]Исследования механизмов, которые связывают фазовый переход и переключение радиочастоты (РЧ), продолжаются, и в будущем их можно будет оптимизировать для телекоммуникационных приложений. [8] Хотя оба твердых состояния могут существовать при комнатной температуре, переход требует специального процесса нагрева и охлаждения, известного как метод термического срабатывания. [8] Для достижения аморфного состояния твердое тело нагревают до температуры, превышающей температуру плавления, с помощью сильноточного импульса за короткое время и быстро охлаждают или охлаждают. Кристаллизация происходит, когда GeTe нагревается до температуры кристаллизации ниже, чем температура плавления, с относительно более длинным и более низким импульсом тока и медленным процессом гашения с постепенным уменьшением тока. [8]Как прямой, так и непрямой нагрев могут вызвать фазовые изменения. [8] Джоулев нагрев является обычным методом прямого нагрева, а косвенный нагрев может быть выполнен с помощью отдельного слоя диэлектрического материала, добавленного к ВЧ-переключателю. [8] Кристаллическая структура GeTe представляет собой ромбоэдрически искаженную структуру типа каменной соли, которая при комнатной температуре образует гранецентрированную кубическую (ГЦК) подрешетку. [8]
Синтез [ править ]
Монокристаллические нанопроволоки и наноспирали GeTe [ править ]
Полупроводниковые нанопроволоки (NW) и наноспирали (NH) GeTe синтезируются методом переноса пара с использованием катализаторов из металлических наночастиц. GeTe испарялся и переносился газообразным аргоном при оптимальной температуре, давлении, времени и скорости потока газа к расположенному ниже по потоку месту сбора / выращивания ( поверхность SiO 2, покрытая наночастицами коллоидного золота). Высокая температура, превышающая 500 ° C, приводит к образованию более толстых нанопроволок и кристаллических блоков. Au необходим для роста NW и NH и предлагается в качестве металлического катализатора реакции. Этот метод дает NW и NH с соотношением Ge и Te 1: 1. ННК, полученные этим методом, в среднем составляют около 65 нм в диаметре и до 50 мкм в длину. Диаметр спирали NH в среднем составляет 135 нм. [9]
Нанокристалл (квантовый размерный эффект) [ править ]
Описанный выше синтез не достиг размера, необходимого для проявления квантово-размерного эффекта. Наноструктуры, которые достигают квантового режима, демонстрируют другой набор явлений, невидимых в большем масштабе, например, спонтанное полярное упорядочение и расщепление дифракционных пятен. В синтезе нанокристаллов GeTe среднего размера 8, 17 и 100 нм принимают участие двухвалентный комплекс хлорид Ge (II) - 1,4-диоксан и бис [бис (триметилсилил) амино] Ge (II) и триоктилфосфин-теллур в таком растворителе, как в виде 1,2-дихлорбензола или фенилового эфира. Считалось, что кинетика восстановления Ge (II) определяет образование GeTe. Большая скорость восстановления Ge (II) может привести к увеличению скорости зародышеобразования частиц, что приведет к уменьшению диаметра частиц. [10]
Приложения [ править ]
Память [ править ]
GeTe широко используется в энергонезависимых оптических хранилищах данных, таких как компакт-диски, DVD-диски и диски Blue-ray, и может заменить динамическую и флэш-память с произвольным доступом. В 1987 году Ямада и др. исследовали фазовые свойства GeTe и Sb 2 Te 3 для оптического хранения. Короткое время кристаллизации, цикличность и высокий оптический контраст сделали этот материал лучше, чем Te 81 Ge 15 Sb 2 S 2, который имеет медленное время перехода. [8]
РЧ переключение [ править ]
Высокий контраст в удельном сопротивлении между аморфным и кристаллическим состояниями и способность многократно реверсировать переход делают GeTe хорошим кандидатом для ВЧ-переключения. RF требует нанесения тонкого слоя пленки GeTe на поверхность подложки. Структура затравочного слоя, состав прекурсора, температура осаждения, давление, скорость потока газа, температура барботирования прекурсора и субстрат - все это играет роль в свойствах пленки. [8]
Ссылки [ править ]
- ^ Р. Цу; и другие. (1968). «Оптические и электрические свойства и зонная структура GeTe и SnTe». Phys. Ред . 172 (3): 779–788. Bibcode : 1968PhRv..172..779T . DOI : 10.1103 / PhysRev.172.779 .
- ^ Бауэр Перейра, Паула; Сергеев Илья; Горс, Стефан; Дадда, Джаярам; Мюллер, Экхард; Германн, Рафаэль П. (2013). «Решеточная динамика и структура Ge Te , Sn Te и Pb Te ». Physica Status Solidi (B) . 250 (7): 1300–1307. Bibcode : 2013PSSBR.250.1300B . DOI : 10.1002 / pssb.201248412 .
- ^ А.И. Лебедев; И.А. Случинская; В. Н. Демин; И. Х. Манро (1997). «Влияние примесей Se, Pb и Mn на сегнетоэлектрический фазовый переход в GeTe изучено EXAFS» . Фазовые переходы . 60 (2): 67. DOI : 10,1080 / 01411599708220051 .
- ^ EI Гиваргизы; А.М. Мельникова (2002). Рост кристаллов . Birkhäuser. п. 12. ISBN 0-306-18121-5.
- ^ Pawley, G .; Cochran, W .; Cowley, R .; Доллинг, Г. (1966). «Двухатомные сегнетоэлектрики». Письма с физическим обзором . 17 (14): 753. Bibcode : 1966PhRvL..17..753P . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.17.753 .
- ^ Hein, R .; Гибсон, Дж .; Мазельский, Р .; Miller, R .; Халм, Дж. (1964). «Сверхпроводимость в теллуриде германия». Письма с физическим обзором . 12 (12): 320. Bibcode : 1964PhRvL..12..320H . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.12.320 .
- ^ a b A H Гвин; РА Куту младший (2015). Тегерани, Ferechteh H; Послушайте, Дэвид К. Роджерс, Дэвид Дж (ред.). «Электронное управление фазовым переходом теллурида германия (GeTe) для приложений электронной памяти» . Ход работы . Материалы и устройства на основе оксидов VI. 9364 : 93640G. DOI : 10.1117 / 12.2079359 . S2CID 122243829 .
- ^ Б с д е е г ч я J P. Mahanta; М. Мунна; Р.А. Куту младший (2018). «Сравнение характеристик материалов с фазовым переходом и переходных материалов металл-изолятор для приложений постоянного тока и радиочастотного переключения» . Технологии . 6 (2): 48. DOI : 10.3390 / technologies6020048 .
- ^ Д. Ю.; J. Wu; Q. Gu; Х. Парк (2006). «Нанопроволоки теллурида германия и наноспутники с переключением памяти». Варенье. Chem. Soc . 128 (25): 8148–9. DOI : 10.1021 / ja0625071 . PMID 16787074 .
- ^ MJ Polking; Х. Чжэн; Р. Рамеш; А.П. Аливисатос (2011). «Управляемый синтез и размерная поляризационная доменная структура нанокристаллов коллоидного теллурида германия». Варенье. Chem. Soc . 133 (7): 2044–7. DOI : 10.1021 / ja108309s . PMID 21280629 .
