新穎金屬硫鹵族化合物之合成與鑑定

Abstract

本論文以高溫長晶法，在Bi-M-I-Se (M = Cu Ag) 系統中，成?合成出四個等結構的新穎金屬硫鹵族化合物。以目標分子式Bi5Cu4-xAgxISe9 表示，四個等結構的化合物分別為Bi5Cu3 99(8)ISe9(1) (x = 0)、Bi5Cu3 74(6)Ag0 26(2)ISe9 (2) (x = 0 25)、Bi5Cu3 58(7)Ag0 37(2)ISe9 (3) (x = 0 5) 以及Bi5Cu3 30(7)Ag0 74(2)ISe9 (4) (x=0 75)。其晶系 (crystal system) 皆為Monoclinic C2/m，晶格常數 (cell constant) 分別為a = 35 820(5) ?，b = 4 1715(6) ?，c = 13 7374(18) ?，β = 109 462(2)°；a = 35 753(11) ?，b = 4 1619(13) ?，c = 13 738(4) ?，β = 109 391(4)°；a = 35 815(5) ?，b = 4 1632(5) ?，c = 13 7630(17) ?， β = 109 431(2)°；以及a = 35 811(4) ?，b = 4 1608(5) ?，c = 13 7618(15) ?， β = 109 380(2)°。而當Ag取代量x ≧ 1時，則發現其結構已轉變成其他的相，因此元素置換達到極限。 此系統化合物的三維結構可區分成兩個層狀區塊，其中組成包含了BiSe6八面體 (octahedra)、BiSe5四角錐體 (square pyramids)、CuI2Se2四面體 (tetrahedra) 、CuISe3四面體以及CuSe4四面體。結構中亦發現有Cu+錯排 (disorder) 的現象，因此預計其能展現出不錯的離子導體特性。化合物1測得的能係 (band gap) 值約為0 47 eV，是屬於一個窄能係的半導體材料。此外，此系統化合物具有很好的熱穩定性 (thermal stability)，後續可利用垂直長晶法 (Bridgman method) 生成晶柱 (ingot)。未來將測量電導率 (σ electrical conductivity)、熱電勢 (S thermopower) 及熱傳導係數 (κ thermal conductivity)，預計朝熱電性質的方向做討論。

Date of Award	2015 Jul 30
Original language	Chinese
Supervisor	Kuei-Fang Hsu (Supervisor)