في الكيمياء إن كبريتيد القصدير الثنائي عبارة عن مركب غير عضوي، يمتلك الصيغة الجزيئية التالية: (SnS)، لها كتلة مولية مقدارها: 150.78 غرام لكل مول، نقطة انصهار مقدارها 882 درجة مئوية، ونقطة غليان تساوي 1202.34 درجة مئوية، تمتلك كثافة 5.22 جم لكل مل عند درجة حرارة مقدارها 25 درجة مئوية، يستخدم كبريتيد القصدير الثنائي كمحفز للبلمرة، ويستخدم كمادة احتكاك ومن أجل صنع كيماويات دقيقة وفي التصنيع العام.
كبريتيد القصدير الثنائي
- كبريتيد القصدير مركب كيميائي غير عضوي، يتم تصنيعه باستخدام تبلور نقل البخار الكيميائي (CVT) مع بلورات تزيد نقاوتها عن 99.999٪، وسواء في شكل أغشية رقيقة أحادية الطبقة أو قليلة الطبقات، فإن “الصفائح النانوية كبريتيد القصدير المقشرة” لها تطبيقات مختلفة، وتشمل هذه التطبيقات بواعث الضوء، والترانزستورات ذات التأثير الميداني (FETs)، وأجهزة استشعار الغاز بالإضافة إلى أجهزة الكشف الضوئية والأجهزة الكهروضوئية.
- كبريتيد القصدير (SnS) مع فجوة نطاق طاقة مباشرة تبلغ حوالي 1.3 فولت، ومعامل امتصاص بصري مرتفع يزيد عن 5 × 10^4 سم -1، وهو مرشح جديد واعد للتطبيقات في الجيل التالي من الخلايا الشمسية الكهروضوئية، وهو مصنوع من عناصر وفيرة في الأرض ورخيصة نسبيًا وغير سامة بيئيًا، كبريتيد القصدير هو محلول قابل للمعالجة مستقر في كل من الظروف القلوية والحمضية.
- كبريتيد القصدير عبارة عن مسحوق بلوري رمادي غامق أو أسود، قابل للذوبان في حمض الهيدروكلوريك المركز، ولكنه غير قابل للذوبان في الأحماض المخففة والماء، مثل أفراد الأسرة الآخرين من المجموعة IV أحادية الكالكوجينيدات (بما في ذلك SnSe و GeS و GeSe)، فإن كبريتيد القصدير ذات الطبقات ثنائية الأبعاد لها هياكل مجعدة – مماثلة لتلك الموجودة في الفوسفور الأسود.
- يتبلور كبريتيد القصدير في شكل هيكل معيني، حيث يتم تنسيق كل ذرة (Sn (II)) مع ست ذرات (S) – مع ثلاث روابط (Sn-S) قصيرة داخل السطح وثلاث روابط (Sn-S) أطول تربط السطح الخارجي للطبقة نفسها، كنظيرًا للفوسفورين فقد تم التنبؤ أيضًا بأن كبريتيد القصدير ثنائي الأبعاد له تباين قوي داخل الطائرة.
- ومع ذلك فإنه مع وجود عنصرين مختلفين في القدرة الكهربية (مقارنة بالفوسفور بعنصره الفردي) فإنه يتم تقديم تناظر بنية كبريتيد القصدير، مما يؤدي إلى خصائص فيزيائية أكثر ثراءً.
استخدامات كبريتيد القصدير الثنائي
- يعتبر كبريتيد القصدير (II) من أشباه الموصلات من النوع (p IV-VI) مهمًا للاستخدام في الأجهزة الإلكترونية الضوئية، يستخدم كبريتيد القصدير أيضًا كمكون غير سام وغير مكلف في الأجهزة الكهروضوئية غير المتجانسة، وكمحفز البلمرة، كما أنها تستخدم كمواد احتكاك، علاوة على ذلك فإنه يتم استخدامه في الأجهزة الإلكترونية الضوئية بالإضافة إلى مكون في الأجهزة الكهروضوئية غير المتجانسة.
- يمكن استخدام بلورات كبريتيد القصدير (II) الأحادية لتحضير كبريتيد القصدير أحادية الطبقة وقليلة الطبقات عن طريق التقشير الميكانيكي أو السائل، ولقد حظي كبريتيد القصدير (II) وهو مركب أشباه موصلات ذات فجوة نطاق مباشرة، باهتمام كبير مؤخرًا نظرًا لخصائصه الفريدة، بسبب التكلفة المنخفضة وغياب السمية والوفرة الجيدة في الطبيعة.
- فقد أصبح مرشحًا للأجهزة متعددة الوظائف المستقبلية خاصة لتطبيقات تحويل الضوء، على الرغم من أن الكفاءات الحالية منخفضة إلا أن التكلفة لكل واط أصبحت تنافسية، في درجة حرارة الغرفة يُظهر كبريتيد القصدير بنية بلورية مزدوجة الطبقات، هذه المواد المهيكلة بالطبقة ذات أهمية في تطبيقات الأجهزة المختلفة بسبب ترتيب الشبكة الهيكلية مع الكاتيونات والأنيونات.
- لا يتم فصل طبقات الكاتيونات إلا عن طريق قوى فان دير فال التي توفر سطحًا خاملًا كيميائيًا جوهريًا دون تعلق الروابط وكثافة سطح الحالات، نتيجة لذلك لا يوجد مستوى فيرمي مثبت على سطح أشباه الموصلات، هذه الحقيقة تؤدي إلى استقرار كيميائي وبيئي مرتفع إلى حد كبير، علاوة على ذلك يمكن تكييف الخصائص الكهربائية والبصرية لكبريتيد القصدير بسهولة عن طريق تعديل ظروف النمو دون الإخلال ببنيتها البلورية.
- في العقود القليلة الماضية تم تصنيع كبريتيد القصدير ودراستها في شكل بلورات مفردة وأغشية رقيقة، وتم تصنيع معظم بلورات كبريتيد القصدير المفردة بتقنية (Bridgeman)، بينما تم تطوير الأغشية الرقيقة باستخدام تقنيات الترسيب الفيزيائية والكيميائية المختلفة، تتم مراجعة تركيب أو تطوير هياكل كبريتيد القصدير بأشكال مختلفة بما في ذلك البلورات المفردة والأغشية الرقيقة.
- وخصائصها الفريدة هنا، تؤكد الخصائص الفيزيائية والكيميائية المرصودة لكبريتيد القصدير أن هذه المادة يمكن أن يكون لها تطبيقات جديدة في الإلكترونيات الضوئية بما في ذلك أجهزة الخلايا الشمسية وأجهزة الاستشعار والبطاريات وكذلك في العلوم الطبية الحيوية، وغيرها العديد.
