سيلينيد الكادميوم

سيلينيد الكادميوم مركب كيميائي له الصيغة CdSe، ويكون على شكل مسحوق بلوري بني.

الخواص

يتميز سيلينسد الكادميوم بخواصه شبه الموصلة، ووهوشفاف عند طيف تحت الأحمر.
يوجد ثلاثة أشكال معروفة لسيلينيد الكادميوم إحداها على نمط الفورتزيت السداسي والأخرى على نمط الفاليريت المكعّب، أمّا الشكل الثالث فله بنية مماثلة لكلوريد الصوديوم. تكون البنية المماثلة لبنية السفاليريت غير ثابتة وتتحول إلى بنية الفورتزيت جرّاء التسخين، بحيث يبدأ التحول بداية من 130 °س، ويكون تمام التحول عند 700°س خلال يوم. أما البنية المماثلة لكلوريد الصوديوم فلا تلاحظ إلا عند ضغوط مرتفعة.

التحضير

يحضر سيلينيد الكادميوم بطريقتين مختلفتين. إحداها تتم عن طريق تحضير بلورات كاملة من CdSe بطريقة بريدجمان الشاقولية تحت ضغط عال Vertical Bridgman method، أوبطريقة الصهر النطاقي تحت ضغط عال أيضاً.

هنالك أيضاً الكثير من الطرق لتحضير جسيمات نانوية من سيلينيد الكادميوم، من بينها الترسيب المحتجز في المحلول والاصطناع في وسط بنيوي والتحلل الحراري، بالإضافة إلى طرق كيميائية صوتية وإشعاعية أخرى. تجري عملية الترسيب المحتجز في المحلول arrested precipitation لتحضير CdSe وذلك بإضافة ألكيل الكادميوم وثلاثي أوكتيل فوسفين السيلينيد (TOPSe) إلى وسط يحوي محل (مذيب) ساخن وذلك تحت شروط معينة:

Me₂Cd + TOPSe → CdSe + (نواتج ثانوية).

تجري عملية التحضير في الوسط البنيوي structured media لسيلينيد الكادميوم وذلك في محاليل للبلورات السائلة أوالمؤثرات السطحية، أما التحضير بكيفية التحلل الحراري فتتم عادة باستعمال رذاذ حاوي على طوالع مركبات متطايرة للكادميوم والسيلينيوم. يعرض هذا الرذاذ إلى درجات حرارة مرتفعة داخل فرن وبوجود غاز خامل.

الاستخدامات

يعد سيلينيد الكادميوم شبه موصل سالب n-type مهم من النمط II-VI، وجرت عملية تشويب له بشبه موصل موجب p-type وذلك باستخدام تقنية تقيل الحزمة الجزيئية من مصدر بلازما للنتروجين. ويدخل CdSe في هجريب الكثير من الأجهزة الإلكترونية البصرية وصمامات الليزر الثنائية وفي تطبيقات طبية حيوية. كما يدخل في هجريب الخلاليا الشمسية عالية الكفاءة.

تعد تطبيقات الجسيمات النانوية لسيلينيد الكادميوم من أبرز الاستخدامات لهذا المركب، حيث تمتلك الجسيمات ذات الأبعاد الأصغر من 100 نانومتر خاصية تدعى بالتقييد الكمومي، والتي تنتج عندما تحتجز إلكترونات المدة ضمن حيز صغير جداً، بالتالي فإن خواص المادة تتأثر بحجم الجسيمات النانوية لسيلينيد الكادميوم. من بين الخواص المتأثرة بحجم الجسيمات خاصة الفلورية، بالتالي فإن لها تطبيقات في الأجهزة البصرية مثل ليزر أشباه الموصلات، بحيث أصبح من الممكن الحصول على صمامات ثنائية تعطي الليزر مغطية قسماً كبيراً من الطيف الكهرومغناطيسي.

يجري حالياً تطوير هذه المواد من أجل استخدامها في تطبيقات التصوير الحيوي الطبي، وذلك نظراً لأن نسيج الخلايا البشري نفوذ بالنسبة لأشعة تحت الأحمر في المجال البعيد، بالتالي فإن غرس جسيمات نانوية من CdSe في الأنسجة المصابة قد يمكن من تصويرها.

المراجع

↑ معهد بوب كيم: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/14784 — تاريخ الاطلاع:ستة أكتوبر 2016 — العنوان : CADMIUM SELENIDE — الرخصة: محتوى حر
^ صفحة البيانات الكيميائية من Alfa^{[وصلة مكسورة]}نسخة محفوظة 26 مايو2020 على مسقط واي باك مشين.
^ Lev Isaakovich Berger (1996). . CRC Press. صفحة 202. ISBN . مؤرشف من الأصل في 13 مارس 2020.
^ II-VI compound crystal growth, HPVB & HPVZM basics نسخة محفوظة 26 يونيو2016 على مسقط واي باك مشين.
↑ Didenko, Yt; Suslick, Ks (2005). "Chemical aerosol flow synthesis of semiconductor nanoparticles". Journal of the American Chemical Society. 127 (35): 12196–7. doi:10.1021/ja054124t. ISSN 0002-7863. PMID 16131177. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
^ Murray, C. B.; Norris, D. J.; Bawendi, M. G. (1993). "Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE (E = sulfur, selenium, tellurium) semiconductor nanocrystallites". Journal of the American Chemical Society. 115: 8706. doi:10.1021/ja00072a025.
^ T Ohtsuka, J Kawamata, Z Zhu, T Yao (1994). "p-type CdSe grown by molecular beam epitaxy using a nitrogen plasma source". Applied Physics Letters. 65: 466. doi:10.1063/1.112338. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
^ Ma, C; Ding, Y; Moore, D; Wang, X; Wang, Zl (2004). "Single-crystal CdSe nanosaws". Journal of the American Chemical Society. 126 (3): 708–9. doi:10.1021/ja0395644. ISSN 0002-7863. PMID 14733532. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
^ Califano, Marco; Zunger, Alex; Franceschetti, Alberto (2004). "Direct carrier multiplication due to inverse Auger scattering in CdSe quantum dots". Applied Physics Letters. 84: 2409. doi:10.1063/1.1690104.
^ Schaller, Richard D.; Petruska, Melissa A.; Klimov, Victor I. (2005). "Effect of electronic structure on carrier multiplication efficiency: Comparative study of PbSe and CdSe nanocrystals". Applied Physics Letters. 87: 253102. doi:10.1063/1.2142092.
^ Hendry, E.; Koeberg, M; Wang, F; Zhang, H; De Mello Donegá, C; Vanmaekelbergh, D; Bonn, M (2006). "Direct Observation of Electron-to-Hole Energy Transfer in CdSe Quantum Dots". Physical Review Letters. 96 (5): 057408. doi:10.1103/PhysRevLett.96.057408. PMID 16486988.
^ Nanotechnology Structures - Quantum Confinement نسخة محفوظة 12 أكتوبر 2007 على مسقط واي باك مشين.
^ Colvin, V. L.; Schlamp, M. C.; Alivisatos, A. P. (1994). "Light-emitting diodes made from cadmium selenide nanocrystals and a semiconducting polymer". Nature. 370: 354. doi:10.1038/370354a0. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
^ Chan, W. C.; Nie, S. M. (1998). "Quantum Dot Bioconjugates for Ultrasensitive Nonisotopic Detection". Science. 281: 2016. doi:10.1126/science.281.5385.2016. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
^ Bruchez, M.;Moronne, M.; Gin, P.; Weiss, S.; Alivisatos, A. P. (1998). Science. 281: 2013. مفقود أوفارغ |title= (مساعدة)صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)