it Tellururo di mercurio

Tellururo di mercurio
Nomi alternativi
	tellururo di mercurio(II)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	HgTe
Peso formula (u)	328.19 g/mol
Aspetto	cristalli cubici nerastri
Numero CAS	12068-90-5
Numero EINECS	235-108-9
PubChem	82914 e 101946380
SMILES	[Te]=[Hg]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/l, in c.s.)	8100
Temperatura di fusione	670 °C
Indicazioni di sicurezza
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Il tellururo di mercurio è un composto chimico binario del mercurio e del tellurio con formula HgTe. È un semimetallo correlato al gruppo II-VI dei materiali semiconduttori.

Il tellururo di mercurio si trova in natura nella coloradoite.

Proprietà

Le proprietà del tellururo di mercurio sotto elencate sono intese a temperatura e pressione standard, salvo diversa indicazione.^[1]^[2]^[3]

Grandezza	Valore
Struttura	Sfalerite
Costante di reticolo	0,646 nm
Gruppo spaziale	F43m (gruppo n° 216)
Modulo di massa	42,1 GPa
Coefficiente di dilatazione termica	5,2×10⁻⁶ K⁻¹
Costante dielettrica statica	20,8
Costante dielettrica dinamica	15,1
Conduttività termica	2,7 W·m²/(m·K)
Durezza	2,7×107 kg/m²

Doping

Il drogaggio di tipo $n$ può essere ottenuto con elementi come boro, alluminio, gallio o indio. Anche lo iodio e il ferro drogano il materiale di tipo $n$ . Il tellururo di mercurio è naturalmente di tipo $p$ a causa delle lacune del mercurio. Il drogaggio di tipo $p$ si ottiene anche introducendo zinco, rame, argento o oro.^[1]^[2]

Chimica

I legami del tellururo di mercurio sono deboli. La loro entalpia di formazione, circa -32 kJ/mol, è meno di un terzo del valore del relativo composto tellururo di cadmio. Il tellururo di mercurio è facilmente attaccato da acidi, come l'acido bromidrico.^[1]^[2]

Formazione

La formazione è data da una fusione di mercurio e tellurio in presenza di un'elevata pressione di vapore di mercurio. Il tellururo di mercurio può anche essere ottenuto epitassialmente, ad esempio, mediante sputtering o mediante epitassia in fase vapore metalloorganica.^[1]^[2]

Proprietà fisiche uniche

Micrografia elettronica (a destra) di un nanofilo di HgTe incorporato in un nanotubo di carbonio, combinata con una simulazione di immagine (a sinistra).^[4]

Recentemente è stato dimostrato sia teoricamente che sperimentalmente che il pozzo quantico del tellururo di mercurio mostra un nuovo stato unico della materia: l'isolante topologico. In questa fase, mentre la massa è un isolante, la corrente può essere trasportata da stati elettronici confinati vicino ai bordi del campione. A differenza dell'effetto Hall quantistico, qui non è necessario alcun campo magnetico per creare questo comportamento unico. Inoltre, gli stati dei bordi aventi verso opposto portano proiezioni di spin opposte^[5].

Note

^ ^a ^b ^c ^d (EN) Brice, J. e Capper, P., Properties of mercury cadmium telluride, Inst of Engineering & Technology, 1987, ISBN 978-08-52-96473-6..
^ ^a ^b ^c ^d (EN) Capper, P., Properties of Narrow-Gap Cadmium-Based Compounds, Inst of Engineering & Technology, 1994, ISBN 0-85296-880-9.
^ (EN) N.Z. Boctor e G. Kullerud, Mercury selenide stoichiometry and phase relations in the mercury-selenium system, in Journal of Solid State Chemistry, vol. 62, n. 2, 1986, p. 177, DOI:10.1016/0022-4596(86)90229-X.
^ (EN) Joseph Spencer, John Nesbitt, Harrison Trewhitt, Reza Kashtiban, Gavin Bell, Victor Ivanov, Eric Faulques e David Smith, Raman Spectroscopy of Optical Transitions and Vibrational Energies of ~1 nm HgTe Extreme Nanowires within Single Walled Carbon Nanotubes (PDF), in ACS Nano, vol. 8, n. 9, 2014, pp. 9044–52, DOI:10.1021/nn5023632.
^ (EN) M. König, S. Wiedmann, C. Brüne, A. Roth, H. Buhmann, L.W. Molenkamp, X.L. Qi e S.C. Zhang, Quantum Spin Hall Insulator State in HgTe Quantum Wells, in Science, vol. 318, n. 5851, 2007, pp. 766–770, DOI:10.1126/science.1148047.