Селенид меди (CuSe)

Описание

Селенид меди CuSe (моноселенид меди) — бинарное неорганическое соединение меди и селена, узкозонный полупроводник p-типа. Относится к классу халькогенидов переходных металлов. В системе Cu–Se существует несколько фаз переменного состава (CuSe, Cu2Se, Cu2-xSe), различающихся стехиометрией и электрофизическими свойствами.

Основные атрибуты

• CAS №: 1317-41-5
• Химическая формула: CuSe
• Английское название: Copper selenide (CuSe)
• Молекулярная масса: 142,51
• Точная масса: 143,85400
• Номер ЕС: 215-272-8
• UNII: 5TY4U83X24
• PSA: 0 Ų
• XLogP3: -0,27080
• Синонимы: моноселенид меди, селенид меди (2+), селенид меди (II)

Физико-химические характеристики

• Внешний вид: чёрные кристаллы/фигуры
• Плотность: 5,99 г/см³
• Температура плавления: 550 °C (с разложением)
• Растворимость: растворим в HCl с выделением H2Se; растворим в H2SO4 с выделением SO2, окисляется азотной кислотой HNO3 до CuSeO3; растворим в соляной и серной кислотах; нерастворим в воде

Информация по технике безопасности

• Уровень упаковки: III
• Категория опасности: 6.1(b)
• Транспортные коды: ООН 3288
• Код класса опасности: 23/25-33-50/53
• Инструкции по технике безопасности: 20/21-28-45-60-61
• Метки: T (токсично), N (опасно для окружающей среды)

Класс вещества и свойства

CuSe — узкозонный полупроводниковый халькогенид p-типа проводимости с металлоподобной электропроводностью в определённых фазовых состояниях. Кристаллизуется в слоистой гексагональной структуре, чем объясняется анизотропия свойств и склонность к образованию нестехиометрических фаз Cu2-xSe.

Область применения

Материал тонкоплёночной оптоэлектроники и термоэлектрики. Селениды меди рассматриваются как недорогая альтернатива дорогостоящим четверным соединениям типа CIGS (селенид меди-индия-галлия) в тонкоплёночных солнечных элементах — историческая ячейка на основе Cu2-xSe с прослойкой CdS показала эффективность порядка 5,4%. Благодаря сочетанию высокой электропроводности и низкой теплопроводности суперионной фазы селениды меди изучаются как термоэлектрические материалы для прямого преобразования тепла в электричество. Соединение также используется как прекурсор в химическом синтезе других селенидов и наноматериалов.

Хранение и транспортировка

Хранить в герметичной таре, в сухом прохладном помещении, отдельно от кислот — при контакте с кислотами выделяется токсичный селеноводород H2Se. Перевозка по классу опасности 6.1(b), транспортный код ООН 3288, упаковочная группа III. При работе использовать средства защиты органов дыхания, глаз и кожи, вещество токсично (метка T) и опасно для водных организмов (метка N, код 50/53).

Отличие от Cu2Se

В системе медь–селен CuSe (соотношение 1:1) и Cu2Se (соотношение 2:1) — разные по стехиометрии фазы с разными физическими свойствами: CuSe плавится с разложением уже при 550 °C и заметно легче Cu2Se (плотность 5,99 г/см³ против 6,84 г/см³), тогда как Cu2Se термически устойчивее (плавится при 1113 °C) и демонстрирует более выраженные суперионные термоэлектрические свойства. Оба соединения относятся к слоистым селенидам меди переменного состава Cu2-xSe и часто рассматриваются совместно как единое семейство функциональных материалов.

Получение и форма поставки

Синтезируется взаимодействием меди или её соединений с селеном или селеноводородом в контролируемых условиях; поставляется в виде порошка, кристаллов или сформированных мишеней для нанесения тонких плёнок методами термического испарения, электрохимического или электрофоретического осаждения. Чистота и дисперсность подбираются под конкретную задачу — от лабораторных исследований термоэлектрических свойств до промышленного нанесения функциональных покрытий.