Telureto de bismuto - Bismuth telluride
 Cristal único de telureto de bismuto
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 Estrutura atômica: ideal (l) e com defeito duplo (r)
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 Micrografia eletrônica de telureto de bismuto gêmeo
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| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol )
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| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard |
100.013.760 
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| Número EC | |
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PubChem CID
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| UNII | |
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Painel CompTox ( EPA )
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| Propriedades | |
| Bi 2 Te 3 | |
| Massa molar | 800,76 g / mol |
| Aparência | pó cinza |
| Densidade | 7,74 g / cm 3 |
| Ponto de fusão | 580 ° C (1.076 ° F; 853 K) |
| insolúvel | |
| Solubilidade em etanol | solúvel |
| Estrutura | |
| Trigonal , hR15 | |
| R 3 m, No. 166 | |
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a = 0,4395 nm, c = 3,044 nm
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Unidades de fórmula ( Z )
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3 |
| Perigos | |
| Ficha de dados de segurança | Sigma-Aldrich |
| NFPA 704 (diamante de fogo) | |
| Ponto de inflamação | não combustível |
| NIOSH (limites de exposição à saúde dos EUA): | |
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PEL (permitido)
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TWA 15 mg / m 3 (total) TWA 5 mg / m 3 (resp) (puro) nenhum (dopado com sulfeto de selênio ) |
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REL (recomendado)
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TWA 10 mg / m 3 (total) TWA 5 mg / m 3 (resp) (puro) TWA 5 mg / m 3 (dopado com sulfeto de selênio) |
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IDLH (perigo imediato)
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ND (puro e dopado) |
| Compostos relacionados | |
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Outros ânions
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Óxido de bismuto (III) Trissulfeto de bismuto Seleneto de bismuto |
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Outros cátions
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Telureto de arsênico Telureto de antimônio |
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Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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 verificar (o que é ?)
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| Referências da Infobox | |
Telureto de bismuto (Bi 2 Te 3 ) é um pó cinza composto de bismuto e telúrio, também conhecido como telureto de bismuto (III). É um semicondutor que, quando ligado ao antimônio ou ao selênio , é um material termoelétrico eficiente para refrigeração ou geração portátil de energia. Bi 2 Te 3 é um isolante topológico e, portanto, exibe propriedades físicas dependentes da espessura.
Propriedades como material termoelétrico
O telureto de bismuto é um semicondutor de camada estreita com uma célula unitária trigonal. A estrutura da banda de valência e condução pode ser descrita como um modelo elipsoidal com 6 elipsóides de energia constante que estão centrados nos planos de reflexão. Bi 2 Te 3 cliva facilmente ao longo do eixo trigonal devido à ligação de Van der Waals entre átomos de telúrio vizinhos. Devido a isso, os materiais à base de telureto de bismuto usados para geração de energia ou aplicações de resfriamento devem ser policristalinos. Além disso, o coeficiente Seebeck de Bi 2 Te 3 em massa torna-se compensado em torno da temperatura ambiente, forçando os materiais usados em dispositivos de geração de energia a serem uma liga de bismuto, antimônio, telúrio e selênio.
Recentemente, pesquisadores tentaram melhorar a eficiência de materiais à base de Bi 2 Te 3 criando estruturas onde uma ou mais dimensões são reduzidas, como nanofios ou filmes finos. Em um desses casos , o telureto de bismuto tipo n mostrou ter um coeficiente de Seebeck melhorado (tensão por diferença de temperatura unitária) de -287 μV / K a 54 ° C. No entanto, deve-se perceber que o coeficiente de Seebeck e a condutividade elétrica têm uma compensação: um coeficiente de Seebeck mais alto resulta em diminuição da concentração de portadores e diminuição da condutividade elétrica.
Em outro caso, os pesquisadores relatam que o telureto de bismuto tem alta condutividade elétrica de 1,1 × 10 5 S · m / m 2 com sua condutividade térmica de rede muito baixa de 1,20 W / (m · K), semelhante ao vidro comum .
Propriedades como isolante topológico
O telureto de bismuto é um isolante topológico bem estudado. Foi demonstrado que suas propriedades físicas mudam em espessuras altamente reduzidas, quando seus estados de superfície condutora são expostos e isolados. Essas amostras finas são obtidas por epitaxia ou esfoliação mecânica.
Métodos de crescimento epitaxial, como epitaxia por feixe molecular e deposição de vapor químico orgânico de metal, são métodos comuns de obtenção de amostras finas de Bi 2 Te 3 . A estequiometria de amostras obtidas por meio de tais técnicas pode variar muito entre os experimentos, então a espectroscopia Raman é freqüentemente usada para determinar a pureza relativa. No entanto, amostras finas de Bi 2 Te 3 são resistentes à espectroscopia Raman devido ao seu baixo ponto de fusão e baixa dispersão de calor.
A estrutura cristalina do Bi 2 Te 3 permite a esfoliação mecânica de amostras finas por clivagem ao longo do eixo trigonal. Este processo é significativamente menor em rendimento do que o crescimento epitaxial, mas produz amostras sem defeitos ou impurezas. Semelhante à extração de grafeno de amostras de grafite em massa, isso é feito aplicando e removendo fita adesiva de amostras sucessivamente mais finas. Este procedimento foi usado para obter flocos de Bi 2 Te 3 com espessura de 1 nm. No entanto, este processo pode deixar quantidades significativas de resíduos de adesivo sobre um padrão de Si / SiO 2 de substrato , que por sua vez obscuras de microscopia de força atómica medições e inibir a colocação de contactos sobre o substrato para fins de teste. Técnicas de limpeza comuns, como plasma de oxigênio, acetona fervente e álcool isopropílico, são ineficazes na remoção de resíduos.
Ocorrência e preparação
A forma mineral de Bi 2 Te 3 é telurobismutita, que é moderadamente rara. Existem muitos teluretos de bismuto naturais de diferentes estequiometria , bem como compostos do sistema Bi-Te-S- (Se), como Bi 2 Te 2 S ( tetradimita ).
O telureto de bismuto pode ser preparado simplesmente selando pós misturados de bismuto e telúrio metálico em um tubo de quartzo sob vácuo (crítico, pois uma amostra não selada ou com vazamento pode explodir em um forno) e aquecê-lo a 800 ° C em uma mufla .
