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 -нестехиометрич. соед., где 0< <
0,00027, растворяет до 2,7·10-2 ат.% S; существует в двух модификациях -
и
, т-ра перехода
605 °С,
перехода 0,7 кДж/моль;
(a-SnS) - 108 кДж/моль;
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.
— 4,8·10-4 К-1.
СВОЙСТВА ХАЛЪКОГЕНИДОВ ОЛОВА
Показатель | | | SnS2 | Sn2S3 | Sn3S4 | | | 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 | ||
| 49,2 | - | 70 | 118 | - | 49,8 | - | 72 | 43 | ||
| -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; 107 Ом·см; полупроводник n-типа.
Моноселенид SnSe - нестехиометрич. соед., растворяет до 10 -4 ат. % Se; существует в двух модификациях- и
, т-ра перехода
534 °С; сублимируется без разложения; ур-ние температурной зависимости давления пара: lg p(Пa) = - 10690/Т+ 12,47 (789-975 К);
212 кДж/моль,
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: 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; 33 кДж/моль,
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.
—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.