سيلينيد الكادميوم

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث


سيلينيد الكادميوم
{{{Alt}}}
المعرفات
رقم CAS 1306-24-7
الخصائص
صيغة جزيئية CdSe
الكتلة المولية 191.37 غ/مول
المظهر مسحوق بلوري بني
الكثافة 5.82 غ/سم3
نقطة الانصهار

1268 °س

الذوبانية في الماء عديم الذوبان
المخاطر
ترميز المخاطر
مادة سامّة T ملوث للبيئة N
توصيف المخاطر
تحذيرات وقائية
في حال عدم ورود غير ذلك فإن البيانات الواردة أعلاه معطاة بالحالة القياسية (عند 25 °س و 100 كيلوباسكال)

سيلينيد الكادميوم مركب كيميائي له الصيغة CdSe، ويكون على شكل مسحوق بلوري بني.

الخواص[عدل]

  • يتميز سيلينسد الكادميوم بخواصه شبه الموصلة، ووهو شفاف عند طيف تحت الأحمر.
  • يوجد ثلاثة أشكال معروفة لسيلينيد الكادميوم إحداها على نمط الفورتزيت wurtzite (سداسي الأضلاع) والأخرى على نمط الفاليريت (مكعب)، أما الشكل الثالث فله بنية مماثلة لكلوريد الصوديوم. تكون البنية المماثلة لبنية السفاليريت غير ثابتة وتتحول إلى بنية الفورتزيت جراء التسخين، بحيث يبدأ التحول بداية من 130 °س، ويكون تمام التحول عند 700°س خلال يوم. أما البنية المماثلة لكلوريد الصوديوم فلا تلاحظ إلا عند ضغوط مرتفعة. [2]

التحضير[عدل]

يحضر سيلينيد الكادميوم بطريقتين مختلفتين. إحداها تتم عن طريق تحضير بلورات كاملة من CdSe بطريقة بريدجمان الشاقولية تحت ضغط عال Vertical Bridgman method، أو بطريقة الصهر الموضعي Zone Melting تحت ضغط عال أيضاً. [3]

هنالك أيضاً العديد من الطرق لتحضير جسيمات نانوية من سيلينيد الكادميوم، من بينها الترسيب المحتجز في المحلول والاصطناع في وسط بنيوي والتحلل الحراري، بالإضافة إلى طرق كيميائية صوتية وإشعاعية أخرى. [4] تجري عملية الترسيب المحتجز في المحلول arrested precipitation لتحضير CdSe وذلك بإضافة ألكيل الكادميوم و ثلاثي أوكتيل فوسفين السيلينيد (TOPSe) إلى وسط يحوي محل (مذيب) ساخن وذلك تحت شروط معينة: [5]

Me2Cd + TOPSe → CdSe + (نواتج ثانوية).

تجري عملية التحضير في الوسط البنيوي structured media لسيلينيد الكادميوم وذلك في محاليل للبلورات السائلة أو المؤثرات السطحية، أما التحضير بطريقة التحلل الحراري فتتم عادة باستعمال رذاذ حاوي على طوالع مركبات متطايرة للكادميوم والسيلينيوم. يعرض هذا الرذاذ إلى درجات حرارة مرتفعة داخل فرن وبوجود غاز خامل. [4]

الاستخدامات[عدل]

يعد سيلينيد الكادميوم شبه موصل سالب n-type مهم من النمط II-VI، وجرت عملية تشويب له بشبه موصل موجب p-type وذلك باستعمال النيتروجين. [6] ويدخل CdSe في تركيب العديد من الأجهزة الإلكترونية البصرية وصمامات الليزر الثنائية و في تطبيقات طبية حيوية. [7] كما يدخل في تركيب الخلاليا الشمسية عالية الكفاءة. [8][9][10]

تعد تطبيقات الجسيمات النانوية لسيلينيد الكادميوم من أهم الاستخدامات لهذا المركب، حيث تمتلك الجسيمات ذات الأبعاد الأصغر من 100 نانومتر خاصية تدعى احتجاز كمومي quantum confinement، والتي تنتج عندما تحتجز إلكترونات المدة ضمن حيز صغير جداً، بالتالي فإن خواص المادة تتأثر بحجم الجسيمات النانوية لسيلينيد الكادميوم. [11] من بين الخواص المتأثرة بحجم الجسيمات خاصة الفلورية، بالتالي فإن لها تطبيقات في الأجهزة البصرية مثل ليزر أشباه الموصلات، بحيث أصبح من الممكن الحصول على صمامات ثنائية تعطي الليزر مغطية قسماً كبيراً من الطيف الكهرومغناطيسي. [12]

يجري حالياً تطوير هذه المواد من أجل استخدامها في تطبيقات التصوير الحيوي الطبي biomedical imaging، وذلك نظراً لأن نسيج الخلايا البشري نفوذ بالنسبة لأشعة تحت الأحمر في المجال البعيد، بالتالي فإن زرع جسيمات نانوية من CdSe في الأنسجة المصابة قد يمكن من تصويرها.[13][14]

المراجع[عدل]

  1. ^ صفحة البيانات الكيميائية من Alfa
  2. ^ Lev Isaakovich Berger (1996). Semiconductor materials. CRC Press. صفحة 202. ISBN 0849389127. 
  3. ^ II-VI compound crystal growth, HPVB & HPVZM basics
  4. ^ أ ب Didenko, Yt; Suslick, Ks (Sep 2005). "Chemical aerosol flow synthesis of semiconductor nanoparticles.". Journal of the American Chemical Society 127 (35): 12196–7. doi:10.1021/ja054124t. ISSN 0002-7863. PMID 16131177. 
  5. ^ Murray, C. B.؛ Norris، D. J.؛ Bawendi، M. G. (1993). "Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE (E = sulfur, selenium, tellurium) semiconductor nanocrystallites". Journal of the American Chemical Society 115: 8706. doi:10.1021/ja00072a025. 
  6. ^ T Ohtsuka, J Kawamata, Z Zhu, T Yao (1994). "p-type CdSe grown by molecular beam epitaxy using a nitrogen plasma source". Applied Physics Letters 65: 466. doi:10.1063/1.112338. 
  7. ^ Ma, C; Ding, Y; Moore, D; Wang, X; Wang, Zl (Jan 2004). "Single-crystal CdSe nanosaws.". Journal of the American Chemical Society 126 (3): 708–9. doi:10.1021/ja0395644. ISSN 0002-7863. PMID 14733532. 
  8. ^ Califano, Marco؛ Zunger، Alex؛ Franceschetti، Alberto (2004). "Direct carrier multiplication due to inverse Auger scattering in CdSe quantum dots". Applied Physics Letters 84: 2409. doi:10.1063/1.1690104. 
  9. ^ Schaller, Richard D.؛ Petruska، Melissa A.؛ Klimov، Victor I. (2005). "Effect of electronic structure on carrier multiplication efficiency: Comparative study of PbSe and CdSe nanocrystals". Applied Physics Letters 87: 253102. doi:10.1063/1.2142092. 
  10. ^ Hendry, E.؛ Koeberg، M؛ Wang، F؛ Zhang، H؛ De Mello Donegá، C؛ Vanmaekelbergh، D؛ Bonn، M (2006). "Direct Observation of Electron-to-Hole Energy Transfer in CdSe Quantum Dots". Physical Review Letters 96 (5): 057408. doi:10.1103/PhysRevLett.96.057408. PMID 16486988. 
  11. ^ Nanotechnology Structures - Quantum Confinement
  12. ^ Colvin, V. L.; Schlamp, M. C.; Alivisatos, A. P. (1994). "Light-emitting diodes made from cadmium selenide nanocrystals and a semiconducting polymer". Nature 370: 354. doi:10.1038/370354a0. 
  13. ^ Chan, W. C.; Nie, S. M. (1998). "Quantum Dot Bioconjugates for Ultrasensitive Nonisotopic Detection". Science 281: 2016. doi:10.1126/science.281.5385.2016. 
  14. ^ Bruchez, M.;Moronne, M.; Gin, P.; Weiss, S.; Alivisatos, A. P. (1998). Science 281: 2013.