二硒化铌
编辑硒化铌或硒化铌 (IV) 是一种层状过渡金属二硫化物,分子式为 NbSe2。 二核化硼是一种润滑剂,在低于 7.2 K 的温度下是一种超导体,表现出电荷密度波 (CDW)。 NbSe2 以几种相关形式结晶,并且可以机械剥离成单原子层,类似于其他过渡金属二硫化物单层。 单层 NbSe2 表现出与块状材料截然不同的特性,例如伊辛超导性、量子金属态和 CDW 的强烈增强。
综合
编辑二晶硅晶体和薄膜可以通过化学气相沉积 (CVD) 生长。 氧化铌、硒和 NaCl 粉末在环境压力下在炉子中加热到 300–800 °C 范围内的不同温度,该炉子允许沿其轴线保持温度梯度。 粉末被放置在炉内的不同位置,并使用氩气和氢气的混合物作为载气。 NbSe2 的厚度可以通过改变硒粉的温度来精确控制。
NbSe2 单层也可以从块体上剥离或通过分子束外延沉积。
结构
编辑二硒化铌有1H、2H、4H、3R等几种形式,其中H代表六方晶系,R代表菱面体晶系,数字1、2等,指的是Se-Nb-Se层数 一个单元格。 Se-Nb-Se 层以相对较弱的范德华力结合在一起,可以剥离成 1H 单层。 它们可以以多种方式偏移以形成不同的晶体结构,最稳定的是 2H。
属性
编辑超导体
NbSe2 是一种临界温度 TC = 7.2 K 的超导体。当 NbSe2 层被其他原子插入时,或者当样品厚度减小时,临界温度下降,单层中的 TC 约为 1 K。 最近的研究表明 NbSe2 设备中的红外光电探测。
电荷密度波
随着 CDW,晶格在 26 K 左右形成周期性晶格畸变。这个周期是晶格周期的三倍,因此有一个 3 x 3 的超晶格。 还有一个库珀对密度波与电荷密度波相关但相位差为 2π⁄3。
摩擦
NbSe2 片在非常薄时会产生更高的摩擦力。
嵌入
编辑由于 NbSe2 中的各层仅弱结合在一起,因此不同的物质可以渗透到各层之间以形成明确定义的插层化合物。 与氦、铷、过渡金属和后过渡金属的化合物已经制成。 额外的铌原子,最多可以在层之间添加额外的三分之一。
来自xxx过渡金属系列的额外金属原子可以插入高达 1:3 的比例。 他们进入两层之间。
在每个分子式中嵌入两个氦原子可将层间距增加到 2.9,将 Se-Se 距离增加到 3.52。
铷
当嵌入铷时,NbSe2 层分离以容纳它。 每个单独的层也被轻微压缩。 Nb-Se距离保持不变,但层内Nb-Nb距离增加。 层顶和层底的Se-Se距离减小,Nb-Se-Nb角增大。 额外的电子密度从 Rb 原子转移到铌层。
钒
钒可以通过取代 Nb 进入 2H NbSe2 结构,最高可达 1%。 在 11% 和 20% 之间,它形成一个 4Hb 结构,其中 V 在层间以八面体配位。 30%以上形成1T结构。
费米能量转移到 d 带。
铁
当以大于 8% 的水平掺杂铁时,NbSe2 可以在低温下发生自旋玻璃化转变。
氢气
氢可以在高压和高温下嵌入到 NbSe2 中。 每个分子式最多可包含 0.9 个氢原子,同时保留相同的结构。 超过这个比率,结构会变为 MoS2 的结构。 在此转变中,晶体 c 轴增加,顺磁化率降至零。在 50.5 个大气压下,氢含量可达到 5.2 摩尔比。
镁
镁嵌入时,电子s态不与硒重叠,对降低超导临界温度的作用很小。
潜在应用
编辑它具有较宽的温度稳定性范围、极低的释气性和比石墨更低的电阻。 NbSe2 用作电机电刷,或嵌入银中以制成自润滑表面。
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