Олова халькогениды

ОЛОВА ХАЛЬКОГЕНИДЫ, соед. олова с серой-SnS, SnS2, Sn2S3, Sn3S4, с селеном-SnSe, SnSe2, с теллуром-SnTe. Кристаллы; не раств. в воде и разб. минер, к-тах, раств. с разложением в конц. HNO3, H2SO4, фтористоводородной к-те, царской водке; SnS раств. также в конц. соляной к-те и р-рах полисульфидов щелочных металлов и аммония, SnS2-B р-рах сульфидов щелочных металлов и аммония. Олова халькогениды-полупроводники; св-ва их представлены в таблице.

Моносульфид 3513-13.jpg -нестехиометрич. соед., где 0< <3513-14.jpg0,00027, растворяет до 2,7·10-2 ат.% S; существует в двух модификациях -3513-15.jpgи 3513-16.jpg, т-ра перехода 3513-17.jpg 605 °С,3513-18.jpg перехода 0,7 кДж/моль; 3513-19.jpg(a-SnS) - 108 кДж/моль;3513-20.jpg 220 кДж/моль; сублимируется без разложения; ур-ние температурной зависимости давления пара: lg p(Па) = = — 10600/T+ 12,27; температурный коэф. линейного расширения 14,1·10-6К-1; теплопроводность 0,113 Вт/(см·К); полупроводник обычно p-типа, эффективная масса дырок вдоль осей а, b, с: та = тb = 0,2m0, mс = 1,0 m0 (m0 - масса своб. электрона); температурный коэф. 3513-21.jpg— 4,8·10-4 К-1.

СВОЙСТВА ХАЛЪКОГЕНИДОВ ОЛОВА

Показатель

3513-22.jpg -SnS

3513-23.jpg -SnS

SnS2

Sn2S3

Sn3S4

3513-24.jpg -SnSe

3513-25.jpg -SnSe

SnSe2

SnTe

Цвет

-

Золотисто-желтый

Синевато-черный

Черный

-

Сингония

Ромбич.

Ромбич.

Тригон.

Ромбич.

Тетрагон.

Ромбич.

Ромбич.

Тригон.

Кубич.

Параметры элементарной ячейки:










a, нм

0,434

0,415

0,365

0,886

0,749

0,446

0,431

0,381

0,632

b, нм

0,399

1,15

-

1,402

-

0,419

0,170

_

_

с, нм

1,120

0,418

0,588

0,345

0,828

1,157

0,432

0,614

_

Число формульных единиц в ячейке

4

4

1

4

-

4

4

1

4

Пространств. группа

Рcmn

Стст

P3m1

Ртат


Рстп

Стст

P3m1

Fm3m

Т. пл., °С

-

881

870

675*

710*

_

880

675

807

Плотн.. г /см3

5.08


4.5

4,87

_

6,18

-


6,45

3513-26.jpg , Дж/(моль·К)

49,2

-

70

118

-

49,8

-

72

43

3513-27.jpgобр , кДж/моль

-110,0

-

-182

-176

-279

-90,8

-

-125

-60

S0298Дж/(моль·К)

77,0

-

87,4

164

-

86

-

117

101

Ширина запрещенной зоны DЕ при 300 К, эВ

1,08

-

2,07

-

1,07 (600 °С)

0,9

-

1.0

0,18

* Разлагается с образованием SnS2 и расплава.

Постепенно окисляется на воздухе до SnOS и SnO2. В природе SnS-редкий минерал герценбергид.

Дисульфид SnS2 при нагр. в вакууме разлагается на SnS и пары S; 3513-28.jpg 107 Ом·см; полупроводник n-типа.

Моноселенид SnSe - нестехиометрич. соед., растворяет до 10 -4 ат. % Se; существует в двух модификациях- 3513-29.jpg и 3513-30.jpg , т-ра перехода 3513-31.jpg 534 °С; сублимируется без разложения; ур-ние температурной зависимости давления пара: lg p(Пa) = - 10690/Т+ 12,47 (789-975 К);3513-32.jpg 212 кДж/моль, 3513-33.jpg 26 кДж/моль; температурный коэф. линейного расширения 12·10-6 К-1; полупроводник р-типа, эффективная масса дырок тр = 0,15т0, подвижность дырок 70-115 см2/(В·с). Окисляется при нагр. до SnO2.

Для диселенида SnSe2: 3513-34.jpg 51 кДж/моль; ур-ние температурной зависимости давления пара lg p(Па) = = -9720/Т+ 14,18 (853-913 К); сублимируется с диссоциацией до SnSe и Se; кристаллы, выращенные из пара,-полупроводники n-типа, из расплава -р-типа; эффективная масса электронов те = 0,4т0, подвижность дырок 80 см2/(В · с) при 100 К, электронов 30 см2/(В·с).

Теллурид SnTe - нестехиометрич. соед., растворяет 0,1-1,1 ат. % Те (600 °С); существует в двух модификациях; ниже — 173°С кубич. форма переходит в ромбоэдрическую; 3513-35.jpg 33 кДж/моль, 3513-36.jpg 223 кДж/моль, сублимируется без разложения; ур-ние температурной зависимости давления пара: lg p>(Па) = -11211/T+ 12,67 (820-933 К); теплопроводность 0,07 Вт/(см·К); температурный коэф. линейного расширения 21·10-3 К-1; полупроводник p-типа, тр = = (0,06 — 0,14) т0, подвижность дырок 300 см2/(В·с), температурный коэф. 3513-37.jpg—2·10-4 К.

Получают олова халькогениды оглавлением простых в-в в вакуумир. ампулах или в инертной атмосфере, SnS2-также сплавле-нием SnS и S; SnS - осаждением из водных р-ров солей Sn(II) с H2S в присут. H2SO4, взаимод. расплавленного SnCl2 с S. Монокристаллы и эпитаксиальные пленки выращивают хим. осаждением из газовой фазы, методами хим. транспортных р-ций, монокристаллы - также направленной кристаллизацией из расплава.

Олова халькогениды-материалы для термоэлектрич. генераторов (SnTe), фоторезисторов (SnS, SnS2, SnSe), фотодиодов (SnS, SnSe), переключателей в запоминающих устройствах ЭВМ (SnS2, SnSe2); в технике применяют SnSe и SnTe. SnS-также весовая форма при определении Sn2 + , катализатор полимеризации, используется для получения SnO2; SnS2-пигмент (имитатор золота, т. наз. сусальное золото) для "золочения" (дерева, гипса), весовая форма при определении Sn4 + ; твердые р-ры SnSe PbSe - материалы ИК оптоэлектроники, лазерной техники.

Лит. см. при. ст. Олово. В. П. Зломанов.