Свойства селенида германия
Селенид германия(II), химическая формула GeSe – бинарное неорганическое соединение металла германия, коричнево-чёрные кристаллы. Он относится к группе полупроводников II-VI и обладает рядом интересных свойств. [5]
Электропроводность: GeSe является полупроводником, т.е. его электропроводность находится между электропроводником (например, металлом) и изолятором. Его электрические свойства можно регулировать путем легирования или изменения состава.
Запрещенная зона: имеет относительно узкую запрещенную зону, обычно около 0,8-1,1 электронвольт (эВ). Это означает, что для возбуждения электронов из валентной зоны в зону проводимости требуется относительно низкая энергия, что делает его полезным в различных электронных приложениях. [2]
Оптические свойства: Селенид германия(II) обладает интересными оптическими свойствами, такими как высокий коэффициент преломления и прозрачность в инфракрасной области электромагнитного спектра. Эти свойства важны для оптических приборов и инфракрасной оптики.
Термические свойства: GeSe обладает относительно высокой термической стабильностью, что позволяет использовать его в тех областях, где он может подвергаться воздействию повышенных температур. [1]
Пьезоэлектрические свойства: GeSe обладает пьезоэлектрическими свойствами, то есть способен генерировать электрический заряд при приложении механического напряжения и наоборот. Это свойство используется в различных датчиках и преобразователях.
Фотопроводимость: GeSe становится более проводящим под воздействием света, что называется фотопроводимостью. Это свойство полезно для светочувствительных устройств, таких как фотодетекторы и солнечные батареи.
Слоистый материал: GeSe имеет слоистую структуру, что актуально в области двумерных материалов. Он может отшелушиваться в тонкие слои, что делает его потенциальным кандидатом для использования в двумерной электронике и оптоэлектронике.
Термическая стабильность: GeSe термически стабилен до определенной температуры, что важно для его обработки и интеграции в устройства.
Химическая реактивность: GeSe может реагировать с некоторыми химическими веществами или подвергаться окислению при определенных условиях, поэтому его химическая стабильность должна учитываться в различных приложениях. [2]
Эти свойства делают селенид германия(II) материалом, представляющим интерес для исследований и потенциального применения в электронике, оптике, преобразовании энергии и т.д. Исследователи продолжают изучать его свойства и возможности применения в различных технологических разработках.
Рисунок 2 – Фазовая диаграмма состояния полупроводниковой системы GeSe [4]
Применение селенида германия
Селенид германия(II) (GeSe) имеет ряд практических применений в различных областях благодаря своим уникальным свойствам полупроводникового материала. К числу основных областей его применения относятся:
Фотовольтаика: GeSe был исследован для использования в солнечных батареях благодаря благоприятной запрещенной зоне и хорошей фотопроводимости. Потенциально он может использоваться для преобразования солнечного света в электричество, способствуя выработке возобновляемой энергии.
Нелинейно-оптические устройства: Нелинейно-оптические свойства GeSe позволяют использовать его в таких устройствах, как оптические параметрические генераторы и преобразователи частоты. Эти приложения необходимы в области лазерной техники для генерации когерентного света на различных частотах.
Термоэлектрические генераторы: Термоэлектрические свойства GeSe, в том числе способность эффективно преобразовывать тепло в электричество, позволяют использовать его в термоэлектрических генераторах. Такие генераторы могут использовать отработанное тепло промышленных процессов или других источников для выработки электроэнергии.
Пьезоэлектрические датчики: Благодаря своим пьезоэлектрическим свойствам GeSe может применяться в датчиках и преобразователях. Он может быть использован в устройствах для измерения давления, ускорения и силы.
Оптоэлектроника: GeSe может использоваться в различных оптоэлектронных устройствах, таких как фотодетекторы и светоизлучающие диоды (СИД). Свойство фотопроводимости GeSe особенно ценно для фотодетекторов, реагирующих на уровень освещенности.
Двумерные материалы: Будучи слоистым материалом, GeSe может быть эксфолиирован в тонкие слои, что делает его частью развивающейся области двумерных (2D) материалов.
Полупроводниковые компоненты: GeSe может быть интегрирован в полупроводниковые приборы и компоненты, такие как транзисторы, диоды и интегральные схемы для электронных приложений.
Исследования и разработки: GeSe продолжает изучаться в исследовательских лабораториях благодаря своим интригующим свойствам и потенциальным новым применениям. Он служит модельным материалом для изучения свойств двумерных материалов и новых полупроводниковых структур.
Важно отметить, что, хотя GeSe обладает многообещающими свойствами, его коммерческое применение может находиться на стадии разработок, и необходимы дальнейшие исследования для оптимизации его характеристик и производственных процессов для конкретных применений.