Diséléniure de tungstène
composé chimique / De Wikipedia, l'encyclopédie encyclopedia
Le diséléniure de tungstène est un composé chimique de formule WSe2. Il se présente sous la forme d'un solide gris anthracite à noir, inodore, cristallisé dans une structure hexagonale du groupe d'espace P63/mmc (no 194) semblable à celle du disulfure de molybdène MoS2. Chaque atome de tungstène est lié à six atomes de sélénium avec une configuration prismatique trigonale tandis que chaque atome de sélénium est lié à trois atomes de tungstène avec une géométrie pyramidale trigonale. Les liaisons W–Se ont une longueur de 252,6 pm, tandis que la distance entre atomes de sélénium est de 334 pm[5]. Il s'agit d'un semiconducteur de type dichalcogénure de métal de transition du groupe 6.
Diséléniure de tungstène | |||
__ W4+ __ Se2− Structure cristalline du diséléniure de tungstène |
|||
Identification | |||
---|---|---|---|
No CAS | 12067-46-8 | ||
No ECHA | 100.031.877 | ||
No CE | 235-078-7 | ||
No RTECS | YO7714000 | ||
PubChem | 82910 | ||
SMILES | |||
InChI | |||
Apparence | solide noir inodore[1] | ||
Propriétés chimiques | |||
Formule | Se2WWSe2 | ||
Masse molaire[2] | 341,76 ± 0,07 g/mol Se 46,21 %, W 53,79 %, |
||
Propriétés physiques | |||
T° fusion | se décompose à 850 °C[3] | ||
Masse volumique | 9,32 g·cm-3[4] | ||
Précautions | |||
SGH[1] | |||
H373, H410, P260, P264, P311, P301+P310, P304+P340 et P403+P233 H373 : Risque présumé d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P260 : Ne pas respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P264 : Se laver … soigneusement après manipulation. P311 : Appeler un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P301+P310 : En cas d'ingestion : appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P304+P340 : En cas d'inhalation : transporter la victime à l’extérieur et la maintenir au repos dans une position où elle peut confortablement respirer. P403+P233 : Stocker dans un endroit bien ventilé. Maintenir le récipient fermé de manière étanche. |
|||
NFPA 704[1] | |||
Transport[1] | |||
Numéro ONU : 3077 : MATIÈRE DANGEREUSE DU POINT DE VUE DE L’ENVIRONNEMENT, SOLIDE, N.S.A. Classe : 9 Étiquette : 9 : Matières et objets dangereux divers Emballage : Groupe d'emballage III : matières faiblement dangereuses. |
|||
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |||
modifier |
Outre cette structure hexagonale semiconductrice, il existe également une structure tétragonale métallique métastable qui tend à redonner la structure hexagonale[6],[7].
Le disléléniure de tungstène est un exemple classique de matériau en feuillets, maintenus ensemble par des forces de van der Waals comme dans le graphite. Au sein de chaque feuillet, les atomes sont liés par covalence sans laisser d'électron célibataire, de sorte que les surfaces sont chimiquement stables et fixent peu d'impuretés, tandis que les feuillets peuvent être facilement séparés les uns des autres[8]. Ces feuillets ne sont cependant pas aussi fins que ceux du graphite, la grande taille de l'ion tungstène rendant la structure du WSe2 plus sensible aux actions extérieures que le disulfure de molybdène MoS2[7].
On peut obtenir le diséléniure de tungstène directement à partir des éléments purs à 500 °C[3] ou, plus finement, par pulvérisation cathodique afin de réaliser des dépôts de couches minces à structure hexagonale ayant la bonne stœchiométrie[9] :
Les dichalcogénures de métaux de transition sont des semiconducteurs ayant des applications possibles dans les domaines des cellules photovoltaïques et de la photonique[10]. Le diséléniure de tungstène a une largeur de bande interdite optique d'environ 1,35 eV avec une dépendance de température de −0,46 meV/K[11]. Les photoélectrodes en WSe2 sont stables en conditions aussi bien acides que basiques, ce qui les rend intéressantes pour les cellules photoélectrochimiques[12],[13],[14].
Les propriétés des monocouches de diséléniure de tungstène diffèrent de celles du matériau massif, comme c'est généralement le cas pour les semiconducteurs. Les monocouches exfoliées mécaniquement sont des matériaux photovoltaïques transparents ayant des propriétés de diode électroluminescente[15]. Le diséléniure de tungstène peut être modifié en type p ou en type n en modifiant la tension électrique appliquée à une électrode métallique adjacente de positive à négative, ce qui permet de moduler la largeur de bande interdite des composés réalisés en WSe2[16].
- Vue au microscope électronique en transmission à balayage (STEM) d'une monocouche de diséléniure de tungstène à 500 °C montrant sa structure hexagonale avec ses défauts trifoliés[17].
Outre ses applications photovoltaïques, le diséléniure de tungstène fait l'objet d'applications comme lubrifiant solide[18] et comme substrat pour l'autoassemblage d'atomes métalliques sur ses surfaces. On a par ailleurs caractérisé le WSe2 comme un matériau ayant une conductivité thermique particulièrement faible en raison de sa structure en feuillets[19].