فوسفيد الزنك والكادميوم أرسينيد

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

يُعدّ فوسفيد الزنك والكادميوم والأرسينيد ( Zn - Cd - P - As ) نظامًا رباعيًا من عناصر المجموعة الثانية ( المجموعة 12 حسب تصنيف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية ) وعناصر المجموعة الخامسة ( المجموعة 15 حسب تصنيف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية ). العديد من المركبات غير العضوية في هذا النظام هي مواد شبه موصلة من النوع II-V . وقد ثبت أن النظام الرباعي لمركبات II3V2 ، (Zn1 −xCdx ) 3 ( P1 − yAsy ) 2 ، يسمح بتكوين محلول صلب بشكل مستمر عبر كامل نطاق التركيب. [ 1 ] يُستخدم هذا النظام المادي ومجموعاته الفرعية في الإلكترونيات ، والإلكترونيات الضوئية ، بما في ذلك الخلايا الكهروضوئية ، والمواد الكهروحرارية . [ 2 ]

قائمة بجميع المركبات الثنائية

يحتوي هذا النظام من العناصر على العديد من المركبات الثنائية ومحاليلها الصلبة.

مستقر عند الضغط الجوي

تم إدراج المركبات الثنائية المستقرة ديناميكيًا حراريًا عند الضغط الجوي في الجدول التالي: [ 1 ] [ 3 ]

أنيون 
كاتيون
Pمثل
الزنك
  • α، α′ و β [ 5 ]
  • شكل متعدد واحد [ 5 ]
قرص مضغوط

شبه مستقر أو غير مستقر عند الضغط الجوي

المركبات شبه المستقرة أو غير المستقرة عند الضغط الجوي هي التالية:

أنيون 
كاتيون
Pمثل
الزنك
  • ZnP 2
  • ZnP 4
  • Zn 7 P 10
  • Zn 3 P 2
  • Zn 3 As 2
  • الزنك
  • مرحلة الضغط العالي
  • الطور عالي الضغط، والأشكال المتعددة ذات درجات الحرارة المنخفضة والعالية
قرص مضغوط
  • Cd 3 P 2
  • مرحلة الضغط العالي
  • Cd 3 As 2
  • CdAs
  • CdAs 4
  • مرحلة الضغط العالي
  • الطور عالي الضغط، والأشكال المتعددة ذات درجات الحرارة المنخفضة والعالية
  • [ 3 ]

المركبات الرباعية

تتميز المركبات من الصيغة II 3 V 2 ببنية بلورية متشابهة، وتُظهر حالة محلول صلب كامل عبر كامل نطاق التركيب. أما المركبات من الصيغة II-V 2 فتُظهر حالة محلول صلب جزئي فقط. [ 3 ]

المركبات الثلاثية

تُشكّل المركبات الثنائية في هذا النظام نطاقًا واسعًا من المحاليل الصلبة. ويعكس هذا الامتزاج التشابه الكبير في بنية الأطوار الثنائية. تُظهر مركبات IIV 2 نطاقات واسعة من المحاليل الصلبة مع CdP 4 على الرغم من اختلاف التركيب الكيميائي وبنية المكونات. [ 3 ]

تمت دراسة الخصائص الكهروضوئية وخصائص نطاقات الطاقة لبعض المركبات الثلاثية. على سبيل المثال، فجوة نطاق الطاقة في المحلول الصلب Zn₃ ( P₁₋ᵧAsᵧ ) ₂ مباشرة وقابلة للضبط من 1.0 إلكترون فولت إلى 1.5 إلكترون فولت. تُمكّن هذه الذوبانية من تصنيع كواشف ضوئية نانوية قابلة للضبط. [ 8 ] يُظهر المحلول الصلب ( Zn₁₋ₓCdₓ ) ₃As₂ انتقالًا طوريًا طوبولوجيًا عند x ~ 0.62 . [ 9 ]

مركبات ثنائية بارزة

زرنيخيد الكادميوم ( Cd3As2 )

زرنيخيد الكادميوم هو شبه فلز ديراك ثلاثي الأبعاد يظهر تأثير نيرنست .

فوسفيد الزنك (Zn 3 P 2 )

فوسفيد الزنك مادة شبه موصلة ذات فجوة نطاق طاقة مباشرة تبلغ 1.5 إلكترون فولت [ 10 ]، وتستخدم في الخلايا الكهروضوئية. [ 11 ] كما تستخدم كمبيد للقوارض في صناعة مكافحة الآفات .

زرنيخيد الزنك (Zn 3 As 2 )

زرنيخيد الزنك مادة شبه موصلة ذات فجوة نطاق تبلغ 1.0 إلكترون فولت. [ 12 ]

مراجع

  1. 1 2 تروخان، ف.م.؛ إيزوتوف، أ.د.؛ شوكافايا، ت.ف. (2014). "مركبات ومحاليل صلبة لنظام الزنك-كادميوم-فوسفور-زرنيخ في إلكترونيات أشباه الموصلات". المواد غير العضوية . 50 (9): 868-873 . doi : 10.1134/S0020168514090143 . S2CID 94409384 . 
  2. ↑ أروشانوف، إي كيه (1992). " مركبات وسبائك II 3 V 2 ". التقدم في نمو البلورات وتوصيف المواد . 25 (3): 131-201 . doi : 10.1016/0960-8974(92)90030-T .
  3. 1 2 3 4 5 6 ياكيموفيتش، ف.ن.؛ روبتسوف، ف.أ.؛ تروخان، ف.م. (1996). "توازن الأطوار في نظام الزنك-الفوسفور-الزرنيخ-الكادميوم". المواد غير العضوية . 32 (7): 705-709 .
  4. 1 2 قاسمي، م.؛ ستوتز، لويز؛ إسكوبار ستاينفال، إس؛ زماني، م.؛ فونتكوبرتا إي مورال، أ. (2019). "إعادة تقييم الديناميكا الحرارية للنظام الثنائي Zn-P" . مادية . 6 100301. دوى : 10.1016/j.mtla.2019.100301 . S2CID 140792691 . 
  5. 1 2 أوكاموتو، هـ. (1992). "نظام الزرنيخ-الزنك". مجلة توازن الأطوار . 13 (2).
  6. ↑ بيراك، ج.؛ بروشنيك، ز . (1971). "توازن الأطوار في نظام الزنك-الكادميوم-الفوسفور. الجزء الثالث. نظام Cd3P2-Zn3P2 " . روتشنيكي كيمي . 45 : 1425 .
  7. 1 2 شليزنجر، مارك إي. (2002). "الخواص الديناميكية الحرارية للفوسفور والفوسفيدات الثنائية الصلبة". مراجعات كيميائية . 102 (11): 4267-4302 . doi : 10.1021/cr000039m . PMID 12428990 . 
  8. ↑ إم، إتش إس؛ بارك، ك.؛ جانغ، دي إم؛ جونغ، سي إس؛ بارك، ج.؛ يو، إس جيه؛ كيم، جي جي (2015). "أسلاك نانوية من محلول صلب Zn3P2 - Zn3As2 " . رسائل نانو . 15 ( 2 ) : 990-997 . Bibcode : 2015NanoL..15..990I . doi : 10.1021/nl5037897 . PMID 25602167 . 
  9. ↑ لو، هـ.؛ تشانغ، ش.؛ بيان، ي.؛ جيا، س. (2017). "الانتقال الطوري الطوبولوجي في البلورات الأحادية لـ (Cd 1−x Zn x ) 3 As 2 " . التقارير العلمية . 7 (1): 3148. arXiv : 1507.07169 . Bibcode : 2017NatSR...7.3148L . doi : 10.1038/ s41598-017-03559-2 . PMC 5466615. PMID 28600553 .  
  10. ↑ كيمبال، غريغوري م.؛ مولر، أستريد م.؛ لويس، ناثان س.؛ أتووتر، هاري أ. (2009). "قياسات فجوة الطاقة وطول الانتشار لـ Zn3P2 باستخدام التألق الضوئي " ( ملف PDF) . رسائل الفيزياء التطبيقية . 95 ( 11 ): 112-1103. Bibcode : 2009ApPhL..95k2103K . doi : 10.1063 /1.3225151 . ISSN 0003-6951 . 
  11. ↑ بهوشان، م.؛ كاتالانو، أ. (1981). "خلايا شمسية متعددة البلورات من Zn3P2 ذات حاجز شوتكي ". رسائل الفيزياء التطبيقية . 38 (1): 39-41 . Bibcode : 1981ApPhL..38...39B . doi : 10.1063/1.92124 .
  12. ^ بوتا، جي آر؛ سكريفن، جي جي. إنغلبريشت، JAA؛ ليتش، AWR (1999). "خصائص اللمعان الضوئي لطور البخار المعدني العضوي الفوقي Zn 3 As 2 ". مجلة الفيزياء التطبيقية . 86 (10): 5614–5618 . بيب كود : 1999JAP....86.5614B . دوى : 10.1063/1.371569 .