Siliceto de platina - Platinum silicide

Siliceto de platina
MnP.png
Nomes
Nome IUPAC
Siliceto de platina
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
  • InChI = 1S / Pt.Si
    Chave: XRZCZVQJHOCRCR-UHFFFAOYSA-N
  • [Si]. [Pt]
Propriedades
PtSi
Massa molar 223,17 g / mol
Aparência Cristais ortorrômbicos
Densidade 12,4 g / cm 3
Ponto de fusão 1.229 ° C (2.244 ° F; 1.502 K)
Estrutura
Ortorrômbico
Pnma (No. 62), oP8
a  = 0,5577 nm, b  = 0,3587 nm, c  = 0,5916 nm
4
Perigos
Ponto de inflamação Não inflamável
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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Referências da Infobox

O siliceto de platina , também conhecido como monossilicida de platina , é o composto inorgânico com a fórmula PtSi. É um semicondutor que se transforma em supercondutor quando resfriado a 0,8 K.

Estrutura e ligação

A estrutura cristalina do PtSi é ortorrômbica, com cada átomo de silício tendo seis átomos de platina vizinhos. As distâncias entre os vizinhos de silício e platina são as seguintes: um a uma distância de 2,41 angstroms, dois a uma distância de 2,43 angstroms, um a uma distância de 2,52 angstroms e os dois finais a uma distância de 2,64 angstroms. Cada átomo de platina tem seis vizinhos de silício nas mesmas distâncias, bem como dois vizinhos de platina, a uma distância de 2,87 e 2,90 angstroms. Todas as distâncias acima de 2,50 angstroms são consideradas muito distantes para realmente estarem envolvidas nas interações de ligação do composto. Como resultado, foi demonstrado que dois conjuntos de ligações covalentes compõem as ligações que formam o composto. Um conjunto é as três ligações Pt-Si-Pt centrais e o outro conjunto as duas ligações Pt-Si centrais. Cada átomo de silício no composto tem três ligações centrais e duas ligações centrais. O filme mais fino de PtSi consistiria em dois planos alternados de átomos, uma única folha de estruturas ortorrômbicas. Camadas mais espessas são formadas pelo empilhamento de pares de folhas alternadas. O mecanismo de ligação entre PtSi é mais semelhante ao do silício puro do que a platina pura ou Pt2Si, embora a experimentação tenha revelado o caráter de ligação metálica em PtSi que falta ao silício puro.

Síntese

Métodos

O PtSi pode ser sintetizado de várias maneiras. O método padrão envolve o depósito de uma fina película de platina pura em pastilhas de silício e o aquecimento em um forno convencional a 450–600 ° C por meia hora em ambientes inertes. O processo não pode ser realizado em ambiente oxigenado, pois resulta na formação de uma camada de óxido no silício, impedindo a formação de PtSi. Uma técnica secundária para síntese requer um filme de platina pulverizado depositado em um substrato de silício. Devido à facilidade com que o PtSi pode ser contaminado por oxigênio, várias variações dos métodos foram relatadas. Foi demonstrado que o processamento térmico rápido aumenta a pureza das camadas de PtSi formadas. As temperaturas mais baixas (200-450 ° C) também foram consideradas bem-sucedidas, as temperaturas mais altas produzem camadas de PtSi mais espessas, embora as temperaturas acima de 950 ° C formem PtSi com resistividade aumentada devido a aglomerados de grandes grãos de PtSi.

Cinética

Apesar do método de síntese empregado, o PtSi se forma da mesma maneira. Quando a platina pura é primeiro aquecida com silício, Pt2Si é formado. Uma vez que todos os Pt e Si disponíveis são usados ​​e as únicas superfícies disponíveis são Pt2Si, o silicida começará a reação mais lenta de conversão em PtSi. A energia de ativação para a reação Pt2Si é em torno de 1,38 eV, enquanto é de 1,67 eV para PtSi.

O oxigênio é extremamente prejudicial à reação, pois se liga preferencialmente ao Pt, limitando os locais disponíveis para a ligação Pt-Si e evitando a formação de silicida. Descobriu-se que uma pressão parcial de O 2 tão baixa em 10-7 é suficiente para retardar a formação do silicida. Para evitar este problema, ambientes inertes são usados, bem como pequenas câmaras de recozimento para minimizar a quantidade de contaminação potencial. A limpeza da película metálica também é extremamente importante e as condições sujas resultam em síntese pobre de PtSi.

Em certos casos, uma camada de óxido pode ser benéfica. Quando o PtSi é usado como barreira Schottky , uma camada de óxido evita o desgaste do PtSi.

Formulários

PtSi é um semicondutor e uma barreira Schottky com alta estabilidade e boa sensibilidade, e pode ser usado na detecção de infravermelho, imagem térmica ou contatos ôhmicos e Schottky. O siliceto de platina foi mais amplamente estudado e usado nas décadas de 1980 e 90, mas tornou-se menos usado devido à sua baixa eficiência quântica. O PtSi agora é mais comumente usado em detectores infravermelhos, devido ao grande tamanho dos comprimentos de onda que pode ser usado para detectar. Também tem sido usado em detectores para astronomia infravermelha. Pode operar com boa estabilidade até 0,05 ° C. O siliceto de platina oferece alta uniformidade de matrizes com imagens. O baixo custo e a estabilidade o tornam adequado para manutenção preventiva e imagens científicas de infravermelho.

Veja também

Referências