Tantal(IV)-selenid

Tantal(IV)-selenid ist eine anorganische chemische Verbindung des Tantals aus der Gruppe der Selenide. Neben diesem sind TaSe₃, Ta₂Se und Ta₆Se noch weitere Tantalselenide bekannt.

Gewinnung und Darstellung

Tantal(IV)-selenid kann durch Reaktion von Tantal mit Selen bei Temperaturen über 600 °C gewonnen werden, wobei bei langsamem Abkühlen die 2H-Form als stabile Niedertemperaturform entsteht. Die 3R-Form kann durch Erhitzen der 1T-Form auf 300 bis 500 °C gewonnen werden. Bei 800 °C wandelt sich die 3R-Form in die 6R-Form um.

$\mathrm{T}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{e}\mathrm{⟶}\mathrm{T}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}$

Eigenschaften

Tantal(IV)-selenid ist ein Feststoff, der in vielen Modifikationen vorkommt (ähnlich wie Tantal(IV)-sulfid), die auch den nichtstöchiometrischen Bereich Ta_1+xSe₂ (x zwischen 0,35 und 0,15) umfassen. Diese haben nicht nur unterschiedliche Kristallstrukturen, sondern unterscheiden sich auch in ihren Eigenschaften und der Herstellung. So hat 1T-Form eine golden metallische Farbe, 2H(a)-Form silbern und andere Modifikationen schwarz. Die 1T-Form ist stabil bei Temperaturen über 800 °C und kann durch abschrecken auch bei Raumtemperatur erhalten werden. Von der 4H-Form sind drei verschiedene Modifikationen bekannt. Daneben sind auch noch eine 3R- und 6R-Form bekannt. Die Modifikationen besitzen die Kristallstrukturen: 1T trigonal mit der Vorlage:Raumgruppe, 2H hexagonal mit der Vorlage:Raumgruppe, 3R und 6R jeweils rhombohedral mit der Vorlage:Raumgruppe. Die hexagonale geschichtete Kristallstruktur von Tantaldiselenid stellt Se-Ta-Se-Schichten in verschiedenen Stapelanordnungen dar. Die Schichtstruktur ermöglicht eine Laminierung oder ein Abblättern der Schichten.

Verwendung

Reines Tantaldiselenid wird als Sputtertarget verwendet, um Schmiermittelfilme und Beschichtungen herzustellen. Zweidimensionale geschichtete anorganische Nanomaterialien wie Tantal(IV)-selenid haben in letzter Zeit aufgrund ihrer dickenabhängigen physikalischen und chemischen Eigenschaften erhebliche Aufmerksamkeit erregt. Sie finden Anwendungen in der Photokatalyse, Photovoltaik, Gassensorik, Lithium-Ionen-Batterien, Feldeffekttransistoren, Spintronik usw.