이델리네이드 니오비움

Niobium diselenide
이델리네이드 니오비움
2H NbSe2 structure.png
2H NbSe2 구조
NbSe2 STEM.jpg
한 표본에 서로 다른 NbSe2 구조의 국소적 공존을 보여주는 전자 마이크로그래프
이름
기타 이름
니오비움()IV)셀레나이드
식별자
3D 모델(JSmol)
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.031.634 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 234-811-8
펍켐 CID
  • InChi=1S/Nb.2SE
    키: CXRFFFQFGBOT-UHFFFAOYSA-N
  • [세]=[nb]=[세]
특성.
NbSe2
어금질량 250.83 g/190[1]
외관 회색솔리드[1]
밀도 6.3 g/cm3[1]
녹는점 >1300 °C [1]
구조
HP6, 우주군 P6
3/mmc, 제194호[2]
a = 0.344nm, c = 1.254nm
삼각 프리즘(NbIV)
피라미드(Se2−)
관련 화합물
기타 음이온
 이산화 니오비움
기타 양이온
 몰리브덴 이델네이드
이산화텅스텐
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
Infobox 참조 자료

이설화 니오비움 또는 니오비움()IV) 셀레니드는 NbSe2 공식을 가진 레이어드 전이 금속 디칼코제네이드다.이델리네이드 니오비움은 윤활유로, 7.2K 이하의 온도에서 전하 밀도파(CDW)를 보이는 초전도체다.NbSe는2 여러 가지 관련 형태로 결정되며, 기계적으로 단원자 층으로 각질을 만들 수 있는데, 이는 다른 전이 금속 이칼코겐화 단열체와 유사하다.Monolayer NbSe는2 Ising 초전도성, 양자 금속 상태, CDW의 강력한 강화 등 벌크 소재와는 매우 다른 특성을 보인다.[3]

합성

CVD 중 Se 분말 온도의 함수로써 NbSe2 계층 수입니다.

니오비움 이델렌화 결정과 박막은 화학증기증착(CVD)에 의해 재배할 수 있다.Niobium oxide, selenium 및 NaCl 분말은 축을 따라 온도 구배를 유지할 수 있는 용해로에서 주변 압력에서 300–800 °C 범위의 다른 온도로 가열된다.가루들은 용광로 내 다른 위치에 놓이고 아르곤과 수소가 혼합되어 운반 가스로 사용된다.NbSe2 두께는 셀레늄 분말의 온도를 변화시켜 정확하게 제어할 수 있다.[3]

NbSe2 단열재는 또한 대량에서 각질을 제거하거나 분자 빔 상피에 의해 침전될 수 있다.[3]

구조

니오비움 이델네이드(Niobium diselenide)는 1H, 2H, 4H, 3R 등 여러 형태로 존재하며, 여기서 H는 육각형, Rhombohedral을 의미하며, 숫자 1, 2는 단위 셀에 있는 Se-Nb-Se 층수를 가리킨다.Se-Nb-Se 층은 상대적으로 약한 판데르 발스 힘으로 접합되며, 각질 제거가 1H 단열재로 가능하다.그것들은 다양한 방법으로 상쇄되어 다른 결정 구조를 만들 수 있는데, 가장 안정적인 것은 2H이다.[4]

특성.

초전도체

NbSe는2 임계 온도 TC = 7.2 K의 초전도체다.[5]임계 온도는 NbSe2 층이 다른 원자에 의해 상호교정되거나 샘플 두께가 감소할 때 감소하며 T는C 단열재에서 ~1K이다.[3]최근의 연구는 NbSe2 장치에서 적외선 광선 검출에 대해 보여준다.[6]

전하밀도파

CDW와 함께 격자는 26K 주위에 주기적인 격자 왜곡을 발생시킨다.이 기간은 수정 격자의 3배이므로 3 X 3 슈퍼레이트가 있다.[7]또한 Cooper-pair 밀도 파형은 상관관계가 있지만 위상에서 벗어나 있다.충전 밀도 파형을 포함한 2⁄3.[8]

마찰

NbSe2 시트는 매우 얇을 때 마찰력이 더 높아진다.[9]

중간합계

NbSe의2 층은 서로 약하게만 접합되기 때문에 서로 다른 물질들이 층 사이를 침투하여 잘 정의된 상호교정 화합물을 형성할 수 있다.헬륨, 루비듐, 전이금속, 전환 금속 등이 포함된 화합물이 만들어졌다.여분의 니오비움 원자는 층 사이에 최대 1/3까지 추가될 수 있다.

첫 번째 전환 금속 시리즈의 여분의 금속 원자는 최대 1:3 비율까지 상호교정할 수 있다.그들은 층 사이에 들어간다.[4]

공식당 두 개의 헬륨 원자를 상호교정하면 층 분리가 2.9, 세-세 거리가 3.52로 증가한다.[10][11]

루비듐

루비듐이 중간보정되면 이를 수용하기2 위해 NbSe 층이 분리된다.각각의 개별층도 약간 압축된다.Nb-Se 거리는 그대로 유지되지만 층 내 Nb-Nb 거리는 증가한다.층 위아래에 있는 Se-Se 거리가 감소하고, Nb-Se-Nb 각도가 증가한다.여분의 전자 밀도는 Rb 원자로부터 니오비움층으로 전달된다.[12]

바나듐

바나듐은 Nb를 대체하여 1%의 한계까지 2H NbSe2 구조에 진입할 수 있다.11%에서 20%사이에 층간 팔면 조정에서 V로 4Hb 구조를 형성한다.30% 이상이 1T 구조를 형성한다.[13]

페르미 에너지는 d 밴드로 이동한다.[14]

철

8% NbSe2 이상의 레벨에서 철을 도핑한 경우 저온에서 스핀글라스 전환을 겪을 수 있다.[15]

수소

수소는 고기압과 고온에서 NbSe로2 교체가 가능하다.동일한 구조를 유지하면서 공식당 최대 0.9개의 수소 원자를 포함할 수 있다.이 비율에 따라 구조는2 MoS의 구조로 바뀐다.이 전환에서 결정학적 c축은 증가하고 파라마그네틱 민감도는 0으로 떨어진다.수소 함량은 50.5 대기에서 5.2 어금니 비율로 갈 수 있다.[16]

마그네슘

마그네슘을 중간보정할 때 전자 s-상태는 셀레늄과 겹치지 않고 초전도 임계온도를 줄이는 데만 작은 효과가 있다.[17]

잠재적 응용 프로그램

베몰사는 온도 안정성 범위가 넓고 아웃가싱이 매우 낮으며 흑연보다 저항성이 낮기 때문에 진공상태에서 전도 윤활제로 사용하기 위해 미국에서 니오비움 이델레네이드를 제조했다.NbSe는2 모터 브러시로 사용되거나, 은에 넣어 자체 윤활면을 만들었다.[18]

참조

  1. ^ a b c d Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. p. 4.78. ISBN 1-4398-5511-0.
  2. ^ Rajora, O. S; Curzon, A. E (1987). "The preparation and X-ray diffraction study of the layer materials NbSxSe2−x for 0 ≦ x ≦ 2". Physica Status Solidi A. 99 (1): 65. Bibcode:1987PSSAR..99...65R. doi:10.1002/pssa.2210990108.
  3. ^ a b c d Wang, Hong; Huang, Xiangwei; Lin, Junhao; Cui, Jian; Chen, Yu; Zhu, Chao; Liu, Fucai; Zeng, Qingsheng; Zhou, Jiadong; Yu, Peng; Wang, Xuewen; He, Haiyong; Tsang, Siu Hon; Gao, Weibo; Suenaga, Kazu; Ma, Fengcai; Yang, Changli; Lu, Li; Yu, Ting; Teo, Edwin Hang Tong; Liu, Guangtong; Liu, Zheng (2017). "High-quality monolayer superconductor NbSe2 grown by chemical vapour deposition". Nature Communications. 8 (1): 394. Bibcode:2017NatCo...8..394W. doi:10.1038/s41467-017-00427-5. PMC 5577275. PMID 28855521.
  4. ^ a b Lévy, Francis (2012). Crystallography and Crystal Chemistry of Materials with Layered Structures. Springer Science & Business Media. pp. 9–12. ISBN 9789401014335.
  5. ^ NbSe, 진정한 2-D2 초전도체.체육 (2015년 11월 6일)
  6. ^ Orchin, G. J.; De Fazio, D.; Di Bernardo, A.; Hamer, M.; Yoon, D.; Cadore, A. R.; Goykhman, I.; Watanabe, K.; Taniguchi, T. (2019-06-24). "Niobium diselenide superconducting photodetectors". Applied Physics Letters. 114 (25): 251103. arXiv:1903.02528. Bibcode:2019ApPhL.114y1103O. doi:10.1063/1.5097389. ISSN 0003-6951. S2CID 119349265.
  7. ^ Riccó, B. (1977). "Fermi surface and charge density waves in niobium diselenide". Solid State Communications. 22 (5): 331–333. Bibcode:1977SSCom..22..331R. doi:10.1016/0038-1098(77)91442-9.
  8. ^ Liu, Xiaolong; Chong, Yi Xue; Sharma, Rahul; Davis, J. C. Séamus (2021-06-25). "Discovery of a Cooper-pair density wave state in a transition-metal dichalcogenide". Science. 372 (6549): 1447–1452. arXiv:2007.15228. doi:10.1126/science.abd4607.
  9. ^ "Nanoscale Frictional Characteristics Revealed". Retrieved 25 March 2017.
  10. ^ Birks, A. R.; Hind, S. P.; Lee, P. M. (1976). "Band Structure Changes in Interealates of Niobium Diselenide". Physica Status Solidi B. 76 (2): 599–604. Bibcode:1976PSSBR..76..599B. doi:10.1002/pssb.2220760219.
  11. ^ Brown, Bruce E.; Beernsten, Donald J. (1965). "Layer structure polytypism among niobium and tantalum selenides" (PDF). Acta Crystallographica. 18: 31–38. doi:10.1107/S0365110X65000063.
  12. ^ Bourdillon, A J; Pettifer, R F; Marseglia, E A (1979). "EXAFS in niobium diselenide intercalated with rubidium". Journal of Physics C: Solid State Physics. 12 (19): 3889–3897. Bibcode:1979JPhC...12.3889B. doi:10.1088/0022-3719/12/19/007.
  13. ^ Bayard, Michel; Mentzen, Bernard F.; Sienko, M. J. (1976). "Synthesis and structural aspects of the vanadium-substituted niobium diselenides". Inorganic Chemistry. 15 (8): 1763–1767. doi:10.1021/ic50162a005.
  14. ^ Ibrahem, Mohammed Aziz; Huang, Wei-Chih; Lan, Tian-wey; Boopathi, Karunakara Moorthy; Hsiao, Yu-Chen; Chen, Chih-Han; Budiawan, Widhya; Chen, Yang-Yuan; Chang, Chia-Seng; Li, Lain-Jong; Tsai, Chih-Hung; Chu, Chih Wei (2014). "Controlled mechanical cleavage of bulk niobium diselenide to nanoscaled sheet, rod, and particle structures for Pt-free dye-sensitized solar cells". Journal of Materials Chemistry A. 2 (29): 11382. doi:10.1039/c4ta01881h.
  15. ^ Chen, M. C.; Slichter, C. P. (1 January 1983). "Zero-field NMR study on a spin-glass: Iron-doped—niobium diselenide". Physical Review B. 27 (1): 278–292. Bibcode:1983PhRvB..27..278C. doi:10.1103/PhysRevB.27.278. OSTI 5197013.
  16. ^ Kulikov, Leonid M.; Lazorenko, Vasilii I.; Lashkarev, Georgii V. (2002). "Magnetic Susceptibility of Powders of Hydrogen Intercalates of Niobium Diselenide". Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 41 (1/2): 107–111. doi:10.1023/A:1016076918474. S2CID 91726908.
  17. ^ Naik, Subham; Kalaiarasan, Somesh; Nath, Ramesh C.; Sarangi, Sachindra N.; Sahu, Akshay K.; Samal, Debakanta; Biswal, Himansu S.; Samal, Saroj L. (10 March 2021). "Nominal Effect of Mg Intercalation on the Superconducting Properties of 2H–NbSe 2". Inorganic Chemistry. 60 (7): 4588–4598. doi:10.1021/acs.inorgchem.0c03545. PMID 33689330.
  18. ^ Anglo Bell Company (October 1965). "Niobium diselenide lubricant". Vacuum. 15 (10): 511. doi:10.1016/0042-207X(65)90361-1.