Сульфид галлия (ГаЗ)

Описание

Сульфид галлия (GaS, моносульфид галлия) — бинарное неорганическое соединение, слоистый ван-дер-ваальсов полупроводник из семейства монохалькогенидов галлия наряду с селенидом (GaSe) и теллуридом (GaTe) галлия. Структура образована ковалентно связанными тетраслоями S–Ga–Ga–S, соединёнными между собой ван-дер-ваальсовыми силами.

Идентификация

• Английское название: Gallium sulfide (GaS)
• CAS №: 12024-10-1
• Химическая формула: GaS
• Номер ЕС: 234-688-0
• Синонимы: Моносульфид галлия

Физико-химические характеристики

• Молекулярная масса: 235,641
• Точная масса: 102,913
• Внешний вид: жёлтое твёрдое вещество
• Плотность: 3,860
• Температура плавления: 965 °C
• Условия хранения: -20 °C
• Давление пара: 12600 мм рт. ст. при 25 °C
• Характеристики PSA: 32,09
• XLogP3: 0,4924

Класс вещества и свойства

Относится к слоистым монохалькогенидам галлия (GaS, GaSe, GaTe) с настраиваемой шириной запрещённой зоны от 1,7 до 3,2 эВ, растущей по мере утоньшения материала до монослоя. Из трёх монохалькогенидов GaS обладает наибольшей механической жёсткостью — двумерный модуль Юнга плёнки толщиной около 10 нм составляет 1732±154 Н/м (для сравнения: GaSe — 819±127 Н/м, GaTe — 246±160 Н/м) — и наибольшей стабильностью на воздухе: устойчивость к окислению в ряду GaS–GaSe–GaTe снижается, GaS сохраняется на воздухе лучше остальных.

Область применения

Применяется как материал видимых и ультрафиолетовых фотодетекторов, в исследованиях фотокатализа для расщепления воды и каталитического выделения водорода, а также в фотоэлектрохимических процессах. Эффективное поглощение света, большая подвижность носителей заряда и относительно высокая химическая стабильность делают GaS удобным материалом для двумерной оптоэлектроники по сравнению с более чувствительными к окислению селенидом и теллуридом галлия.

Информация по технике безопасности

• Классификация СГС: предупреждение, H315 (100%) — вызывает раздражение кожи
• Меры предосторожности: P261, P264, P271, P280, P302+P352, P304+P340, P305+P351+P338, P312, P321, P332+P313, P337+P313, P362, P403+P233, P405, P501
• Данные СГС предоставлены 1 компанией из 1 уведомления в Реестр C&L ECHA

Хранение и транспортировка

Рекомендованная температура хранения -20 °C. Хранить в герметичной таре, в сухом помещении, избегая контакта с кожей (раздражающее действие H315), использовать защитные перчатки при работе с порошком.

Отличие от других форм сульфида галлия

Помимо моносульфида GaS в неорганической химии галлия известен полуторный сульфид Ga2S3 (сесквисульфид галлия) со стехиометрией, отвечающей степени окисления +3. Оба соединения относятся к категории неорганических солей галлия, но различаются кристаллической структурой, температурой плавления и характером связи Ga–S: в GaS сохраняется слоистая структура с прямой связью Ga–Ga внутри тетраслоя, тогда как в Ga2S3 такой связи нет. GaS также входит в семейство ван-дер-ваальсовых монохалькогенидов галлия вместе с GaSe и GaTe — все три материала обладают настраиваемой шириной запрещённой зоны 1,7–3,2 эВ, зависящей от толщины слоя.