作為過渡金屬鎢的較為典型一種化合物,二硒化鎢(英文為 tungsten diselenide,分子式為WSe2)因晶體結(jié)構(gòu)特殊,而具有較為出色的力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等性能,廣泛應(yīng)用于航天航空、軍事國防、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域中。
WSe2的分子結(jié)構(gòu)
二硒化鎢是一種層狀結(jié)構(gòu)的無機化合物,具有類似于二硫化鉬(MoS2)的六角形結(jié)構(gòu),每一個鎢原子都會和六個硒原子以三棱鏡的配位方式鍵結(jié),每一個硒原子則是以角錐狀的組態(tài)和三個鎢鍵結(jié)。鎢和硒之間的鍵長為2.526 Å,硒和硒之間的鍵長為3.34 Å,而層與層之間是以范德華力相結(jié)合。
WSe2的性質(zhì)
二硒化鎢是一種黑色或灰色的固體粉末,摩爾質(zhì)量為341.76g/mol,晶體為六方層狀結(jié)構(gòu),密度為9.32g/cm3,熱傳導(dǎo)性能較差。其熱傳導(dǎo)率約是熱傳導(dǎo)性能較好的鉆石的十萬分之一。此外,WSe2帶隙處于寬隙半導(dǎo)體與零帶隙石墨烯之間,具有優(yōu)良的電學(xué)、光學(xué)性能以及高量子產(chǎn)率。
WSe2的制備方法
其制備可分為兩步,首先,采用磁控濺射的方法在基底上沉積不同厚度的鎢薄膜,對部分鎢薄膜進(jìn)行退火處理,備用,然后將退火以及未退火的鎢薄膜樣品與一定量的硒粉經(jīng)過封裝放在真空石英管中;接著將封裝好的樣品置于管式爐中,加熱,硒化,即可得到產(chǎn)物。
WSe2的用途
(1)其能很好地應(yīng)用在光伏設(shè)備和超薄的LED中,這主要是因為WSe2的帶隙為1.35 eV,且具有良好的光學(xué)特性和物理化學(xué)穩(wěn)定性。
(2)其可作為潤滑劑的添加劑。WSe2與二硫化鉬和二硫化鎢一樣,都是低維度層狀結(jié)構(gòu)材料,具有較小的摩擦系數(shù)。