Kopparoxid selenit

Kopparoxid selenit
Identifierare
3D-modell ( JSmol )
  • InChI=1S/2Cu.H2O3Se.O/c;;1-4(2)3;/h;;(H2,1,2,3);/q2*+1;;-2/p-2
    Nyckel: CGYPTBPQZTWRHL-UHFFFAOYSA-L
  • [O-][Se](=O)[O-].[Cu+].[Cu+].[O-2]
Egenskaper
Cu 2 OSeO 3
Molar massa 270,059 g/mol
Utseende Gröna dodekaedriska kristaller
Densitet 5,1 g/cm 3
Bandgap 2,5 eV
Värmeledningsförmåga 400 W/(m·K) (9 K)
3,8 (100 K, 1 kHz)
Strukturera
Kubisk
P2 1 3, #198 , cP56
a = 0,8924 nm
8
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).

Kopparoxidselenit . 2 är en oorganisk förening med den kemiska formeln Cu OSeO 3 Det är ett elektriskt isolerande, piezoelektriskt och piezomagnetiskt material, som blir en ferrimagnet vid kylning under 58 K. Från och med 2021 är Cu 2 OSeO 3 det enda isolerande materialet som är värd för magnetiska skyrmioner .

Syntes

(a) Kristallstruktur av Cu 2 OSeO 3 bestående av (b) Cu1-bipyramider och (c) Cu2-förvrängda kvadratbaserade pyramider. Bindningar till sejoner utelämnas för tydlighetens skull. (d) Den ferrimagnetiska strukturen av Cu 2 OSeO 3 med spinn (gröna pilar) på Cu1-stället antiparallellt med spinnen (röda pilar) på Cu2-ställena.

Cu 2 OSeO 3 polykristaller kan odlas genom att värma en 2:1 molär blandning av CuO och SeO 2 pulver vid 600 ° C i 12 timmar i vakuum. De kan omvandlas till olivgröna enkristaller ca. 4 mm i storlek genom kemisk ångtransport . ; NH4Cl används som transportmedel den sublimeras vid 340 °C, vilket ger NH3- och HCl-gaser.

Strukturera

Cu 2 OSeO 3 kristaller har en kubisk, förvrängd pyroklorstruktur byggd av Cu 4 O och SeO 3 enheter. Spinnen på tre Cu2 + -joner i varje tetraeder (Cu1-ställen) är inriktade, medan Cu2-spinnet är vänt i motsatt riktning, vilket resulterar i en ferrimagnetisk ordning. De spiralformade spinn- och skyrmiontexturerna framträder vid låga magnetfält på grund av Dzyaloshinskii-Moriya-interaktionen .

Egenskaper

Magnetiskt fasdiagram av Cu 2 OSeO 3 för H ∥ [111] kristallaxel. H, C, FP och SL står för spiralformade , koniska, fältpolariserade (ferrimagnetiska eller paramagnetiska) respektive skyrmiongitterfaser .

Cu 2 OSeO 3 är en ferrimagnet, och alla dess egenskaper under Curie-temperaturen beror starkt på magnetfält. Med ökande fält ändras dess spinnstruktur från spiralformade ränder till koniska ränder eller skyrmiongitter , och sedan till en "fältpolariserad", dvs ferrimagnetisk inriktning. Värmeledningsförmågan toppar runt 9 K med ett värde på ca. 400 W/(m·K). Magnetiseringsdämpningskonstanten är 1 × 10 −4 vid 5 K. Detta värde är bara 4 gånger större än det för yttriumjärngranat, som har det lägsta magnetiseringsdämpningsvärdet av alla material. Denna egenskap är fördelaktig för högfrekventa elektroniska applikationer, eftersom den resulterar i låg ströminducerad värme.