Le séléniure d'étain est un sel d'étain et de sélénium de formule SnSe, connu comme semiconducteur. Il se présente sous la forme d'un solide gris acier insoluble dans l'eau Dale L. Perry, Handbook of Inorganic Compounds, CRC Press, 1995, . . Il cristallise selon deux structures différentes, dont une est stable à température ambiante appartenant au système orthorhombique avec pour paramètres cristallins , et . Il adopte une structure en couches assez typique des chalcogénures métalliques et se comporte comme un semiconducteur - à bande interdite étroite structurellement analogue au phosphore noir. Il est étudié pour les applications photovoltaïques à bas coût et surtout pour ses excellentes propriétés thermoélectriques dues notamment à sa faible conductivité thermique et sa conductivité électrique assez élevée.
Synthèse Le séléniure d'étain peut s'obtenir en faisant réagir de l'étain et du sélénium élémentaires au-dessus de Norman N. Greenwood et A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, Oxford, 1984, .. La synthèse du composé donne lieu à la formation de deux phases : la phase hexagonale et la phase SnSe orthorhombique SnSe. Il est possible de produire des nanostructures spécifiques mais peu de nanostructures bidimensionnelles ont été obtenues, car elles restent difficiles à réaliser. Des nanostructures de SnSe carrées et monocouches ont cependant été produites. Du séléniure d'étain nanocristallin en feuillet avec une phase orthorhombique a été obtenue avec un bon niveau de pureté et de cristallisation en faisant réagir un complexe d'étain() avec une solution aqueuse alcaline de sélénium à température ambiante sous pression atmosphérique. Il est possible de faire croître des nanofils de séléniure d'étain épais de quelques atomes à l'intérieur de nanotubes de carbone étroits d'environ de diamètre en chauffant sous vide ces nanotubes avec de la poudre de séléniure d'étain à ; ces nanofils ont une structure cristalline cubique, contrairement au matériau massif.
Structure et propriétés
Le séléniure d'étain cristallise dans le système orthorhombique selon une structure halite déformée. Il est isomorphe au séléniure de germanium GeSe. La maille élémentaire comprend deux couches inversées. Chaque atome d'étain est lié par covalence à trois atomes de sélénium voisins. Ces couches sont maintenues ensemble avant tout par des forces de van der Waals. La structure cristalline du matériau devient de type halite au-dessus de .
Le séléniure d'étain se comporte comme un supraconducteur aux pressions supérieures , peut-être à la suite d'un changement de structure cristalline pour adopter celle du chlorure de césium CsCl.
Dans la structure orthorhombique du séléniure d'étain, il se forme des couches d'atomes d'étain et de sélénium fortement liés le long des plans tandis que les couches sont plus faiblement liées entre elles le long de la direction a. Cette structure contient des polyèdres de coordination fortement déformés constitués de trois liaisons courtes et quatre liaisons très longues entre lesquelles se glisse un doublet non liant de Sn. Les couches SnSe sont ondulées en formant une projection en accordéon le long de l'axe b. Le clivage est aisé le long des plans (100).
En refroidissant depuis sa phase de haute température à symétrie plus élevée (groupe d'espace Cmcm, ), le séléniure d'étain subit une transition de phase aux environs de conduisant au groupe d'espace Pnma () de symétrie plus faible. Cette structure en couches plissées confère une faible anharmonicité au séléniure d'étain, qui présente de surcroît une conductivité de réseau ultra faible, ce qui en fait l'un des matériaux cristallins à la conductivité thermique la plus faible.
Notes et références
étain Catégorie:Composé de l'étain Catégorie:Composé IV-VI