二セレン化モリブデン

二セレン化モリブデン
	; Top-view atomic images of MoSe2 before and after (right) ion irradiation[1]
	IUPAC名 bis(selanylidene)molybdenum
	別称 molybdenum diselenide, molybdenumdiselenide, molybdenum selenide, diselanylidenemolybdenum, molybdenum(IV) selenide
識別情報
CAS登録番号	12058-18-3
PubChem	82894
	SMILES [Se]=[Mo]=[Se];
特性
化学式	MoSe2
モル質量	253.86 g/mol[2]
外観	crystalline solid
密度	6.90 g/cm3[2]
融点	>1200 °C[2]
バンドギャップ	~0.85 eV (indirect, bulk); ~1.5 eV (direct, monolayer)[3][4]
構造
結晶構造	hP6, space group P63/mmc, No 194[5]
格子定数 (a, b, c)	a = 0.3283 nm Å
配位構造	Trigonal prismatic (MoIV); Pyramidal (Se2−)
関連する物質
その他の陰イオン	Molybdenum dioxide ; Molybdenum disulfide ; Molybdenum ditelluride ; Tantalum diselenide
その他の陽イオン	Tungsten diselenide
	特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

二セレン化モリブデン (Molybdenum diselenide、MoSe₂) は、モリブデンとセレンの無機化合物である。

その構造はMoS₂の構造に似ている[6]。このカテゴリーの化合物は、遷移金属ジカルコゲニド(Transition Metal Di-Chalcogenides)、略してTMDCとして知られている。これらの化合物は、名前が示すように、遷移金属と元素周期表の第16族の元素で構成されている。MoS₂と比較して、MoSe₂はより高い電気伝導率を示す[7]。

構造

多くのTMDCと同様、MoSe₂は強い面内結合と弱い面外相互作用を持つ層状材料である。これらの相互作用により、単一単位胞の厚さの二次元層への剥離が起こる[8]。

これらのTMDCの最も一般的な形式は、セレン・イオン間に挟まれたモリブデンの3層を持ち、三角柱状の金属結合配位を引き起こすが、化合物が剥離すると八面体になる。これらの化合物の金属イオンは6つのSe²⁻イオンに囲まれている。Moの配位幾何学は、八面体や三角柱として見られることもある[9]。

合成

MoSe₂の合成には、封管内でのモリブデンとセレンの高温での直接反応が含まれる。ハロゲン (通常は臭素またはヨウ素) による化学蒸気輸送は、非常に低い圧力 (10-6torr未満) および非常に高い温度 (600～700°C) で化合物を精製するために使用される。強い発熱反応による爆発を防ぐために、非常に徐々に加熱する必要がある。化学量論層は、サンプルが冷却されるにつれて六方晶系構造で結晶化する[9]。過剰なセレンは真空下での昇華によって除去できる[10]。MoSe₂の合成反応は次のとおり:

Mo + 2 Se → MoSe₂

2D-MoSe₂

MoSe₂の単結晶の厚さ層は、バルク結晶からのスコッチテープ剥離または化学気相成長 (CVD) によって生成される[11][12]。

2D-MoSe₂の電子移動度は、2D-MoS₂の電子移動度よりも大幅に高くなる。2D MoSe₂はグラフェンを思わせる構造を採用しているが、後者の電子移動度はさらに数千倍も優れている。グラフェンとは対照的に、2D-MoSe₂は直接的なバンドギャップを持っており、トランジスタや光検出器への応用が示唆されている[11]。

自然発生

セレン化モリブデン(IV)は、非常に希少な鉱物ドライスダライトとして自然界に存在する[13]。

脚注

Iberi, Vighter; Liang, Liangbo; Ievlev, Anton V.; Stanford, Michael G.; Lin, Ming-Wei; Li, Xufan; Mahjouri-Samani, Masoud; Jesse, Stephen et al. (2016). “Nanoforging Single Layer MoSe₂ Through Defect Engineering with Focused Helium Ion Beams”. Scientific Reports 6: 30481. Bibcode: 2016NatSR...630481I. doi:10.1038/srep30481. PMC 4969618. PMID 27480346.
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Kioseoglou, G.; Hanbicki, A. T.; Currie, M.; Friedman, A. L.; Jonker, B. T. (2016). “Optical polarization and intervalley scattering in single layers of MoS₂ and MoSe₂”. Scientific Reports 6: 25041. arXiv:1602.00640. Bibcode: 2016NatSR...625041K. doi:10.1038/srep25041. PMC 4844971. PMID 27112195.
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Home. mindat.org.

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[1] Iberi, Vighter; Liang, Liangbo; Ievlev, Anton V.; Stanford, Michael G.; Lin, Ming-Wei; Li, Xufan; Mahjouri-Samani, Masoud; Jesse, Stephen et al. (2016). “Nanoforging Single Layer MoSe₂ Through Defect Engineering with Focused Helium Ion Beams”. Scientific Reports 6: 30481. Bibcode: 2016NatSR...630481I. doi:10.1038/srep30481. PMC 4969618. PMID 27480346.

[b92-2] Haynes, William M., ed (2011). 化学と物理のCRCハンドブック (92nd ed.). CRC Press. p. 4.76. ISBN 1439855110

[3] Yun, Won Seok; Han, S. W.; Hong, Soon Cheol; Kim, In Gee; Lee, J. D. (2012). “Thickness and strain effects on electronic structures of transition metal dichalcogenides: 2H-MX₂ semiconductors (M = Mo, W; X = S, Se, Te)”. Physical Review B 85 (3): 033305. Bibcode: 2012PhRvB..85c3305Y. doi:10.1103/PhysRevB.85.033305.

[4] Kioseoglou, G.; Hanbicki, A. T.; Currie, M.; Friedman, A. L.; Jonker, B. T. (2016). “Optical polarization and intervalley scattering in single layers of MoS₂ and MoSe₂”. Scientific Reports 6: 25041. arXiv:1602.00640. Bibcode: 2016NatSR...625041K. doi:10.1038/srep25041. PMC 4844971. PMID 27112195.

[str-5] Agarwal, M. K.; Patel, P. D.; Joshi, R. M. (1986). “Growth conditions and structural characterization of MoSe_xTe_2−x (0 ⩽ x ⩽ 2) single crystals”. Journal of Materials Science Letters 5: 66–68. doi:10.1007/BF01671439.

[GreenwoodEarnshaw1997-6] Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (11 November 1997). Chemistry of the Elements. Elsevier. pp. 1017–1018. ISBN 978-0-08-050109-3

[7] Eftekhari, Ali (2017). “Molybdenum Diselenide (MoSe₂) for Energy Storage, Catalysis, and Optoelectronics”. Applied Materials Today 8: 1–16. doi:10.1016/j.apmt.2017.01.006.

[8] Wang, Qing Hua; Kalantar-Zadeh, Kourosh; Kis, Andras; Coleman, Jonathan N.; Strano, Michael S. (2012). “Electronics and optoelectronics of two-dimensional transition metal dichalcogenides”. Nature Nanotechnology 7 (11): 699–712. Bibcode: 2012NatNa...7..699W. doi:10.1038/nnano.2012.193. PMID 23132225.

[3rdref-9] Parilla, P.; Dillon, A.; Parkinson, B.; Jones, K.; Alleman, J.; Riker, G.; Ginley, D.; Heben, M; Formation of Nanooctahedra in Molybdenum Disulfide and Molybdenum Diselenide Using Pulsed Vapor Transport doi:10.1021/jp036202

[10] Al-hilli, A.; Evans, L. The Preparation and Properties of Transition Metal Dichalcogenide Single Crystals. Journal of Crystal Growth. 1972. 15, 93–101. doi:10.1016/0022-0248(72)90129-7

[2d-11] “Scalable CVD process for making 2-D molybdenum diselenide”. Rdmag.com (2014年4月4日). 2014年4月9日閲覧。

[12] Choi, H. M. T.; Beck, V. A.; Pierce, N. A. (2014). “Next-Generation in Situ Hybridization Chain Reaction: Higher Gain, Lower Cost, Greater Durability”. ACS Nano 8 (5): 4284–94. doi:10.1021/nn405717p. PMC 4046802. PMID 24712299.

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モリブデンの化合物
二元化合物	MoBr₂ MoBr₃ MoBr₄ MoCl₂ label=MoCl₃ MoCl₄ MoCl₅ MoF₃ MoF₄ MoF₅ MoF₆ MoI₂ MoI₃ MoI₄ MoO MoO₂ MoO₃ MoS₂ MoS₃ MoSi₂
多元化合物	Mo₂(C₅H₅)₂(CO)₆ Mo(CH₃COO)₂ Mo(CO)₆ Mo(OH)₃ Mo(OH)₅
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二セレン化モリブデン

構造

合成

2D-MoSe2

自然発生

脚注

2D-MoSe₂