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碲化鉍是一種灰色的粉末,分子式為Bi2Te3。碲化鉍是個半導體材料,具有較好的導電性,但導熱性較差。雖然碲化鉍的危險性低,但是如果大量的攝取也有致命的危險但此種材料即可允許電子在室溫條件下無能耗地在其表面運動,這將給晶元的運行速度帶來飛躍,甚至可大大提高計算機晶元的運行速度和工作效率。

1基本信息

中文名稱碲化鉍
CAS NO. 1304-82-1
中文別名 碲化鉍(III)
英文名稱 Bismuth telluride
英文別名 Bismuth(III) telluride; dibismuth tritelluride
EINECS 215-135-2
分子式 BI2TE3
分子量 800.76

2碲化鉍-簡介

美國能源部斯坦福線性加速器中心(SLAC)的國家加速器實驗室與斯坦福大學材料和能源科學研究所(SIMES)科學家共同努力的結果。
在2009年6月11日《科學快訊》網路版上,美國物理學家陳宇林等發表了對碲化鉍電子特性的測試報告。
測試結果表明,該材料具有拓撲絕緣體的明顯特徵,可使電子在其表面自由流動,同時不損耗任何能量。

3碲化鉍-發現過程

實驗人員使用SLAC斯坦福同步輻射光源和勞倫斯伯克利國家實驗室先進光源發出的X光對碲化鉍樣品進行了測試。他們在調查其電子特性時發現,其具有拓撲絕緣子的明顯特徵,而且碲
碲化鉍
化鉍的實際特性還優於其理論特性。實驗表明,碲化鉍可耐受比理論預測更高的溫度,這也意味著此種材料更接近於科學家想象中的應用。
這種神奇特性可能源於那些意外地行動不暢的電子。每個電子的量子自旋要和電子的運動相對應,這就是量子自旋霍爾效應,此一調整是創建自旋電子器件的重要組成部分。研究人員解釋說,當你擊打一個東西時,它通常會散開,還有可能反彈回來,但量子自旋霍爾效應意味著你不能按照完全相反的路徑將其反射回去。由此造成的戲劇性效果就是電子毫無阻力的流動,將一個電壓加至一拓撲絕緣體上,此一特殊自旋電流就會流動,且不會造成材料的發熱和消散。

4碲化鉍-使用

拓撲絕緣體不是常規的超導體,也不能用於超高效電源線,因為其只能攜帶很小的電流,但其為微晶元開發的範式轉移鋪平了道路,這將導致自旋電子學的新應用,即利用電子自旋來攜帶信息。而且,碲化鉍在實際應用中非常易於生產和使用,這種三維材料可通過現有成熟的半導體技術進行製造,也還很容易進行摻雜,如此可相當容易地調諧其性能。

5碲化鉍-化學性

性質:周期表第V,VI族元素化合物半導體。三角晶,原胞為菱形六面體,晶格常數1.0473nm,密度7.8587g/cm3。熔點575℃。由共價鍵結合,有一定離子鍵成分。
為間接帶隙半導體,室溫禁帶寬度0.145eV,電子和空穴遷移率分別為0.135和4.4×10-2m2/(V·s),溫差電優質係數1.6×10-3/K。採用布里奇曼法、區域熔煉法、直拉法製備。為良好的溫差材料。

6碲化鉍-毒素

化學式Bi2Te3。用於半導體、電子冷凍和發電。狗、兔和鼠暴露在碲化鉍粉塵中有肺部反應,體重增加,而血液中的血清和器官中的鹼性磷酸霉的活性均未變化。美國規定大氣中的容許濃度為10mg/m3。

7安全術語

S20 When using, do not eat or drink.
使用時不得進食、飲水。
S24/25 Avoid contact with skin and eyes.
避免與皮膚和眼睛接觸。

8風險術語

R36/37/38 Irritating to eyes, respiratory system and skin.
刺激眼睛、呼吸系統和皮膚。

9碲化鉍物理化學性質

熔點 :585 °C(lit.)
密度 :7.642 g/mL at 25 °C(lit.)
碲化鉍產品用途
用於化工產業中間體

10碲化鉍化學品安全說明書(MSDS)

【毒性分級】
中毒
【爆炸物危險特性】
與水反應或與強氧化劑反應產生輕微爆炸
【可燃性危險特性】
與水或濕氣反應釋放有毒易燃氣體; 受熱分解有毒碲氧化物煙霧
碲化鉍儲運特性
庫房通風低溫乾燥
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