Diseleniuro de tantalio


El diseleniuro de tantalio es un compuesto elaborado con átomos de tantalio y selenio , de fórmula química TaSe 2 , que pertenece a la familia de los dicalcogenuros de metales de transición . A diferencia del disulfuro de molibdeno (MoS 2 ) [1] o el disulfuro de renio (ReS 2 , [2] , el diseleniuro de tantalio no se produce espontáneamente en la naturaleza, pero se puede sintetizar. Dependiendo de los parámetros de crecimiento, se pueden formar diferentes tipos de estructuras cristalinas. estabilizado

En la década de 2010, el interés en este compuesto aumentó debido a su capacidad para mostrar una onda de densidad de carga (CDW) , que depende de la estructura cristalina, hasta 600 K, [3] mientras que otros dicalcogenuros de metales de transición normalmente necesitan enfriarse. a cientos de grados Kelvin, o incluso por debajo, para observar la misma capacidad.

Como otros TMD, TaSe 2 es un compuesto en capas, con una red hexagonal central de tantalio intercalada entre dos capas de átomos de selenio, aún con una estructura hexagonal. A diferencia de otros materiales 2D como el grafeno , que es atómicamente delgado, los TMD están compuestos por tricapas de átomos fuertemente unidos entre sí, apilados sobre otras tricapas y mantenidos juntos a través de las fuerzas de Van Der Waals . Los TMD se pueden exfoliar fácilmente.

Las estructuras cristalinas más estudiadas de TaSe 2 son las fases 1T y 2H que presentan, respectivamente, simetrías prismáticas octaédricas y trigonales. [4] Sin embargo, también es posible sintetizar la fase 3R [4] o la fase 1H. [5]

En la fase 1T, los átomos de selenio muestran una simetría octaédrica [5] y la orientación relativa de los átomos de selenio en las capas superior e inferior es opuesta. A escala macroscópica, la muestra presenta un color dorado. [4] Los parámetros de la red son a = b = 3,48 Å, [5] mientras que c = 0,627 nm. [4] Dependiendo de la temperatura, muestra diferentes tipos de ondas de densidad de carga (CDW): una CDW inconmensurada (ICDW) entre 600 K y 473 K [4] y una CDW conmensurada (CCDW) por debajo de 473 K, [4] . En el CDW proporcional, la superred resultante muestra una reconstrucción [6] a menudo denominada estrella de David (SOD), [6]con respecto al parámetro de red (a = b) de TaSe 2 no distorsionada (por encima de 600 K). El espesor de la película también puede influir en la temperatura de transición de CDW: cuanto más delgada sea la película, menor será la temperatura de transición de ICDW a CCDW. [4]

En la fase 1T las tricapas individuales se apilan siempre con la misma geometría, como se muestra en la imagen correspondiente.


A la izquierda, cómo se apilan los átomos de tantalio y selenio en la fase 1T. A la derecha, cómo los átomos de selenio están unidos al átomo de tantalio central. El rojo es selenio, mientras que el azul claro es tantalio.
A la izquierda, cómo se apilan los átomos de tantalio y selenio en la fase 2H. A la derecha, cómo los átomos de selenio están unidos al átomo de tantalio central. El rojo es selenio, mientras que el azul claro es tantalio.
Esquema de onda de densidad de carga (reconstrucción de la estrella de David) para diseleniuro de tantalio 1T. El rojo es selenio, mientras que el azul claro es tantalio en el sitio A, el verde es tantalio en el sitio B y el amarillo es tantalio en el sitio C.
Esquema de colores de la disposición de los átomos de tantalio en la onda de densidad de carga de diseleniuro de tantalio 1T según su sitio.