كبريتيد الجرمانيوم الرباعي – GeS2

في الكيمياء إن مركب كبريتيد الجرمانيوم (IV) (ثنائي كبريتيد الجرمانيوم) وفي الإنجليزية (Germanium(IV) sulfide) أو (Germanium disulfide) هو عبارة عن أحد المركبات الكيميائية غير العضوية يتكون من ذرة واحدة من الجرمانيوم وذرتين من الكبريت ويمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (GeS2)، وهو عبارة عن مادة صلبة بلورية تستخدم كأشباه الموصلات وفي تطبيقات البصريات.

كبريتيد الجرمانيوم الرباعي

• إن مركب ثاني كبريتيد الجرمانيوم أو مسحوق كبريتيد الجرمانيوم (IV) هو عبارة عن مادة صلبة بلورية بيضاء عالية الانصهار، علما أن المركب عبارة عن بوليمر ثلاثي الأبعاد وذلك على عكس مركب ثاني كبريتيد السيليكون وهو بوليمر أحادي البعد، كما وإنه عنصر حاسم في البحث والتطوير وإنتاج التقنيات المتقدمة.

• علما أن المسافة (Ge-S) مقدارها 2.19 Å، ولقد كان مركب ثاني كبريتيد الجرمانيوم هو أول مركب جرمانيوم وجده كليمنس وينكلر أثناء تحليل أرجيروديت، كما وأن حقيقة أن كبريتيد الجرمانيوم لا يذوب في حمض مائي جعل من الممكن لوينكلر عزل العنصر الجديد.

• بعد تقشير البلورات أو المسحوق، عادةً ما يكون لكبريتيد الجرمانيوم الخصائص التالية: يكون من المجموعة الرابعة معدنية أحادية الكالكوجينيد ويمتلك بنية طبقة مجعدة مماثلة لتلك الموجودة في الفسفور الأسود، وهيكل بلوري متعامد التواء (مجموعة الفضاء Pcmn – D2h16)، كما ويحتوي (Bulk GeS) على فجوة نطاق تبلغ 1.65 فولت وفجوة نطاق غير مباشرة تبلغ 2.34 فولت في شكله أحادي الطبقة، وأحادي الطبقة (GeS) لديه قابلية تنقل إلكترون تبلغ 3680 أعلى بكثير من (MoS2)، ومركب (GeS) غير مكلف نسبيًا وغير سام.

مواصفات مسحوق كبريتيد الجرمانيوم

ثاني كبريتيد الجرمانيوم مركب غير عضوي وهو مادة صلبة بلورية بيضاء عالية الانصهار وفي الجدول التالي سنوفر بعض المعلومات عنه:

معلومات عامة عن كبريتيد الجرمانيوم

• إن مركب كبريتيد الجرمانيوم الرباعي (GeS) عبارة عن مجموعة أحادية الكالكوجينيد ذات الطبقات الرابعة مع مماثلة هيكل مجعد ذريًا إلى فسفور أسود (BP) وفجوة نطاق في المنطقة المرئية (1.65 – 1.8 فولت)، ومثل الفسفور الأسود (BP) فإن له خصائص بصرية متباينة الخواص، مع إثارة بصرية منخفضة الطاقة على طول الكرسي بذراعين واتجاهات متعرجة، يؤدي التركيب البلوري متباين الخواص لمركب كبريتيد الجرمانيوم الرباعي إلى تباين الخواص في الخصائص الكهروضوئية، مثل الامتصاص البصري المستقطب والموصلية الضوئية.

• ومع فجوة نطاق مقدارها 1.65 فولت فإنه يعتبر كبريتيد الجرمانيوم الرباعي كأحد أشباه موصلات ذات طبقات ذات بنية تقويمية مشوهة من الملح الصخري وأشباه الموصلات من النوع (p)، وهي مادة كهروضوئية واعدة من أجل خلية شمسية عالية الكفاءة وأجهزة كشف ضوئية ذات حساسية عالية وكفاءة كمومية خارجية، ولقد تم تطوير الجسيمات النانوية والصفائح النانوية والزهور النانوية والأسلاك النانوية من كبريتيد الجرمانيوم الرباعي ذات الهياكل الفريدة والخصائص الفيزيائية من أجل تطبيقات مختلفة.

• أيضًا مع وجود فجوة نطاق غير مباشرة تبلغ 2.34 فولت والتي من الممكن أن يتم ضبطها بشكل أكبر بواسطة الإجهاد الخارجي، فإن طبقة كبريتيد الجرمانيوم الرباعي أحادية الطبقة هي شبه موصلة وطبقة أحادية لها تنقل إلكتروني يبلغ 3680 سم مربع فولت لكل ثانية، أعلى بكثير من (MoS) أحادي الطبقة، وتم تصنيع طبقات كبريتيد الجرمانيوم الرباعي الأحادية في الغالب من خلال التقشير الميكانيكي والكيميائي من البلورات السائبة أو المساحيق عالية النقاء، كما ويمكن تحقيق الصفائح النانوية من كبريتيد الجرمانيوم الرباعي البكر من الناحية الهيكلية بأقل قدر من التدهور الكيميائي بسمك 10 نانومتر من خلال تقشير الطور السائل (LPE) في اللامائي (NMP).

تطبيقات كبريتيد الجرمانيوم الرباعي

• مع مزايا الاستقرار الكيميائي والبيئي العالي لكبريتيد الجرمانيوم الرباعي، والتكلفة المنخفضة والعناصر الوفيرة للأرض والصديقة للبيئة، فإنه يعتبر كبريتيد الجرمانيوم ثنائي الأبعاد مرشحًا واعدًا للخلايا الشمسية وأجهزة الكشف الضوئية وأجهزة استشعار الغاز والبطاريات وتطبيقات الثنائيات الباعثة للضوء.

• من الممكن أيضا أن يتم الحصول على الصفائح النانوية ثنائية الأبعاد (GeS) والجسيمات النانوية والزهور النانوية والأسلاك النانوية من مسحوق ثاني كبريتيد الجرمانيوم والبلورات عالية النقاء عن طريق التقشير الميكانيكي أو السائل أو الإقحام.