El germanuro de hierro ( FeGe ) es un compuesto intermetálico , un germanuro de hierro . En condiciones ambientales cristaliza en tres polimorfos con estructuras monoclínicas , hexagonales y cúbicas. El polimorfo cúbico no tiene centro de inversión , por lo tanto es helicoidal, con quiralidades a derecha e izquierda . [1]
![]() Estructuras de cristales FeGe para diestros y zurdos (3 presentaciones, con diferentes números de átomos por celda unitaria; los átomos naranjas son Ge) | |
Nombres | |
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Nombre IUPAC Germanuro de hierro | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
PubChem CID | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
FeGe | |
Masa molar | 128,47 g / mol |
Estructura | |
Cúbico [1] | |
P2 1 3 (núm. 198), cP8 | |
a = 0,4689 nm | |
Unidades de fórmula ( Z ) | 4 |
Peligros | |
punto de inflamabilidad | No es inflamable |
Compuestos relacionados | |
Otros aniones | Siliciuro de hierro |
Otros cationes | Germanuro de manganeso |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
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Referencias de Infobox | |
Magnetismo
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/e/e8/FeGe_magnetic_phase_diagram.png/260px-FeGe_magnetic_phase_diagram.png)
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/f/fe/FeGe_magnetic_phase_diagram2a.png/260px-FeGe_magnetic_phase_diagram2a.png)
FeGe se ha estudiado extensamente por sus propiedades magnéticas inusuales. Los giros de electrones en este material muestran arreglos espaciales diferentes pero regulares en diferentes valores de campo magnético aplicado. Esos arreglos se denominan helicoidal , celosía skyrmion y cónica. Pueden ser controlados no solo por temperatura y campo magnético, sino también por corriente eléctrica , y la densidad de corriente requerida para manipular skyrmions (~ 10 6 A / m 2 ) es aproximadamente un millón de veces más pequeña que la necesaria para mover dominios magnéticos en los tradicionales ferromagnetos. Como resultado, los skyrmions tienen una aplicación potencial en dispositivos de almacenamiento magnético de densidad ultra alta . [2]
Las estructuras helicoidales, cónicas y skyrmion no son exclusivas de FeGe; también se encuentran en MnSi , MnGe y compuestos similares, pero a diferencia de esos materiales, la observación de patrones de ordenamiento magnético en FeGe no requiere enfriamiento criogénico. [2] La desventaja de FeGe sobre MnSi es su polimorfismo, que dificulta el crecimiento de grandes cristales homogéneos. [1]
Síntesis
El FeGe policristalino se produce mediante refusión por arco al vacío , sinterización por plasma de chispa o tratamiento a alta presión y alta temperatura de una mezcla de hierro elemental y germanio. Cristales individuales de FeGe ca. Se puede cultivar 1 mm de tamaño a partir del polvo usando una reacción de transporte químico y yodo como agente de transporte. La temperatura de la fuente se mantiene a 450 ° C y el gradiente de temperatura a aprox. 50 ° C a través del tubo de reacción, durante 1 a 2 semanas. [3] [4]
Estructura
El germanuro de hierro es un compuesto no estequiométrico donde la relación Ge: Fe a menudo se desvía de 1. El compuesto Fe 2 Ge 3 es una fase Nowotny que exhibe una estructura de escalera de chimenea. Es un semiconductor con una banda prohibida o 0,03 eV. [5]
Referencias
- ^ a b c Lebech, B; Bernhard, J; Freltoft, T (1989). "Estructuras magnéticas de FeGe cúbico estudiadas por dispersión de neutrones de ángulo pequeño". Revista de física: materia condensada . 1 (35): 6105–6122. Código bibliográfico : 1989JPCM .... 1.6105L . doi : 10.1088 / 0953-8984 / 1/35/010 .
- ^ a b Nagaosa, Naoto; Tokura, Yoshinori (2013). "Propiedades topológicas y dinámica de los skyrmions magnéticos". Nanotecnología de la naturaleza . 8 (12): 899–911. Código Bib : 2013NatNa ... 8..899N . doi : 10.1038 / nnano.2013.243 . PMID 24302027 .
- ^ Hiroto, Takanobu; Entonces, Yeong-Gi; Kimura, Kaoru (2018). "Síntesis y estabilidad térmica de compuestos intermetálicos TMGe (TM = Mn, Fe y Co) tipo B20 preparados por molienda mecánica" . Transacciones de materiales . 59 (6): 1005–1008. doi : 10.2320 / matertrans.M2018016 .
- ^ Abedul, MT; Cortés-Ortuño, D .; Turnbull, LA; Wilson, MN; Groß, F .; Träger, N .; Laurenson, A .; Bukin, N .; Moody, SH; Weigand, M .; Schütz, G .; Popescu, H .; Fan, R .; Steadman, P .; Verezhak, JAT; Balakrishnan, G .; Loudon, JC; Twitchett-Harrison, AC; Hovorka, O .; Fangohr, H .; Ogrin, año fiscal; Gräfe, J .; Hatton, PD (2020). "Imágenes del espacio real de tubos skyrmion magnéticos confinados" . Comunicaciones de la naturaleza . 11 (1): 1726. arXiv : 1909.04528 . Código Bibliográfico : 2020NatCo..11.1726B . doi : 10.1038 / s41467-020-15474-8 . PMC 7138844 . PMID 32265449 .
- ^ Verchenko, Valeriy Yu .; Wei, Zheng; Tsirlin, Alexander A .; Callaert, Carolien; Jesche, Anton; Hadermann, broma; Dikarev, Evgeny V .; Shevelkov, Andrei V. (2017). "Crecimiento cristalino de la fase de escalera de chimenea Nowotny Fe 2 Ge 3 : exploración de nuevos semiconductores de brecha estrecha a base de Fe con rendimiento termoeléctrico prometedor". Química de Materiales . 29 (23): 9954–9963. doi : 10.1021 / acs.chemmater.7b03300 . hdl : 10067/1485310151162165141 . ISSN 0897-4756 .