Séléniure de gallium(II) - Gallium(II) selenide
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| Des noms | |
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Nom IUPAC
Séléniure de gallium
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| Autres noms
Monoséléniure de gallium
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| Identifiants | |
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Modèle 3D ( JSmol )
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| ChemSpider | |
| Carte d'information de l'ECHA |
100.031.523 
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CID PubChem
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| Propriétés | |
| Gaz | |
| Masse molaire | 148,69 g/mol |
| Apparence | solide marron |
| Densité | 5,03 g / cm 3 |
| Point de fusion | 960 °C (1 760 °F ; 1 230 K) |
| Bande interdite | 2.1 eV ( indirect ) |
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Indice de réfraction ( n D )
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2.6 |
| Structure | |
| hexagonal, hP8 | |
| P6 3 /mmc, n° 194 | |
| Composés apparentés | |
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Autres anions
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Gallium (II) oxyde , le sulfure de gallium (II) , Gallium (II) tellurure |
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Autres cations
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Séléniure de zinc (II) , Monoséléniure de germanium , Monoséléniure d'indium |
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Composés apparentés
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Séléniure de gallium(III) |
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Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
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 vérifier ( qu'est-ce que c'est ?)
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| Références de l'infobox | |
Le séléniure de gallium(II) ( Ga Se ) est un composé chimique . Il a une structure en couches hexagonale, similaire à celle du GaS . C'est un photoconducteur, un cristal de génération de deuxième harmonique en optique non linéaire , et a été utilisé comme matériau de conversion de l'infrarouge lointain à 14-31 THz et plus.
Les usages
On dit qu'il a un potentiel pour des applications optiques, mais l'exploitation de ce potentiel a été limitée par la capacité de faire croître facilement des monocristaux. Les cristaux de séléniure de gallium sont très prometteurs en tant que matériau optique non linéaire et photoconducteur . Les matériaux optiques non linéaires sont utilisés dans la conversion de fréquence de la lumière laser . La conversion de fréquence implique le décalage de la longueur d'onde d'une source de lumière monochromatique , généralement une lumière laser, vers une longueur d'onde de lumière supérieure ou inférieure qui ne peut pas être produite à partir d'une source laser conventionnelle.
Plusieurs méthodes de conversion de fréquence utilisant des matériaux optiques non linéaires existent. La génération de la deuxième harmonique entraîne le doublement de la fréquence des lasers infrarouges au dioxyde de carbone . Dans la génération paramétrique optique, la longueur d'onde de la lumière est doublée. Les lasers à solide dans le proche infrarouge sont généralement utilisés dans les générations paramétriques optiques.
Un problème original avec l'utilisation du séléniure de gallium en optique est qu'il se brise facilement le long des lignes de clivage et qu'il peut donc être difficile à couper pour une application pratique. Il a été trouvé, cependant, que le dopage des cristaux avec de l' indium améliore considérablement leur résistance structurelle et rend leur application beaucoup plus pratique. Il reste cependant des difficultés de croissance cristalline qui doivent être surmontées avant que les cristaux de séléniure de gallium puissent devenir plus largement utilisés en optique.
Les couches simples de séléniure de gallium sont des semi-conducteurs bidimensionnels dynamiquement stables, dans lesquels la bande de valence a une forme de chapeau mexicain inversé, conduisant à une transition de Lifshitz lorsque le dopage des trous augmente.
L'intégration du séléniure de gallium dans les appareils électroniques a été entravée par sa sensibilité à l'air. Plusieurs approches ont été développées pour encapsuler des monocouches et quelques couches de GaSe, ce qui permet d'améliorer la stabilité chimique et la mobilité électronique.
La synthèse
La synthèse des nanoparticules de GaSe est réalisée par la réaction de GaMe 3 avec le trioctylphosphine sélénium (TOPSe) dans une solution à haute température de trioctylphosphine (TOP) et d' oxyde de trioctylphosphine (TOPO).
- GaMe 3 + P[(CH 2 ) 7 CH 3 ] 3 Se → GaSe
Une solution de 15 g de TOPO et 5 ml de TOP est chauffée à 150 °C pendant la nuit sous azote, en éliminant toute eau qui peut être présente dans la solution TOP d'origine. Cette solution TOP initiale est distillée sous vide à 0,75 torr, portant la fraction de 204 °C à 235 °C. Une solution de TOPSe (12,5 ml de TOP avec 1,579 g de TOPSe) est ensuite ajoutée et le mélange réactionnel TOPO/TOP/TOPSe est chauffé à 278°C. GaMe 3 (0,8 mL) dissous dans 7,5 mL de TOP distillé est ensuite injecté. Après injection, la température chute à 254 °C avant de se stabiliser entre 266 et 268 °C après 10 minutes. Les nanoparticules de GaSe commencent alors à se former et peuvent être détectées par un épaulement dans le spectre d'absorption optique dans la plage de 400 à 450 nm. Après avoir observé cet épaulement, le mélange réactionnel est laissé à refroidir à température ambiante pour empêcher une réaction supplémentaire. Après synthèse et refroidissement, le réacteur est ouvert et l'extraction de la solution de nanoparticules de GaSe est réalisée par addition de méthanol . La répartition des nanoparticules entre les phases polaire (méthanol) et non polaire (TOP) dépend des conditions expérimentales. Si le mélange est très sec, les nanoparticules se répartissent dans la phase méthanolique. Cependant, si les nanoparticules sont exposées à l'air ou à l'eau, les particules ne sont plus chargées et se répartissent dans la phase TOP non polaire.