سلنيد الإنديوم الثنائي Indium(II) selenide

سلنيد الإنديوم الثنائي
المُعرِّفات
رقم CAS
3D model (JSmol)	Interactive image;
ChemSpider	4906850;
PubChem CID	101946410;
	InChI InChI=1S/In.Se Key: NMHFBDQVKIZULJ-UHFFFAOYSA-N;
	SMILES [Se].[In];
الخصائص
الصيغة الجزيئية	InSe
كتلة مولية	193.78 g mol-1
الكثافة	5.0
نقطة الانصهار
	ما لم يُذكر غير ذلك، البيانات المعطاة للمواد في حالاتهم العيارية (عند 25 °س [77 °ف]، 100 kPa).
	مراجع الجدول

سلنيد الإنديوم الثنائي (Indium(II) selenide، رمزه InSe)، هو مركب غير عضوي يتكون من الإنديوم والسلنيوم. وهو شبه موصل طبقي من ثلاثة إلى ستة. تتكون بُنيته الصلبة من طبقتين ثنائيتي الأبعاد مرتبطتين ببعضهما البعض فقط بواسطة قوى ڤان در ڤالز، وتحتوي كل طبقة على ذرات بالترتيب Se-In-In-Se.^[1]

التطبيقات المحتملة لسلنيد الإنديوم الثنائي هي ترانزستورات التأثير الميداني، الإلكترونيات البصرية، الطاقة الضوئية، البصريات غير الخطية، مقاييس الانفعال،^[1] ومستشعرات غاز الميثانول.^[2]

تحضيره

يمكن تحضير سلنيد الإنديوم الثنائي بعدة طرق مختلفة. إحدى طرق تحضير المادة الصلبة هي طريقة بريدجمان/ستوكبارگر، حيث يُسخّن عنصرا الإنديوم والسلنيوم إلى أكثر من 900 درجة مئوية في كبسولة محكمة الغلق، ثم يُبرّدان ببطء على مدى شهر تقريباً.^[3] وهناك طريقة أخرى هي الترسيب الكهربائي من محلول مائي من كبريتات الإنديوم الأحادي وثاني أكسيد السلنيوم.^[4]

الخصائص

مخطط متعدد السطوح لسلنيد الإنديوم الثنائي.^[3]

هناك ثلاثة أشكال بلورية متعددة السطوح لسلنيد الإنديوم الثنائي. الشكلان β وε سداسيا الشكل مع خلايا وحدة تمتد على طبقتين. والشكل γ له نظام بلوري معيني السطوح، مع خلية وحدة تتضمن أربع طبقات.^[1]

يمكن تقشير β-السلنيد الثنائي إلى صفائح ثنائية الأبعاد باستخدام شريط لاصق. في الفراغ، تُشكّل هذه الصفائح طبقات ناعمة. ومع ذلك، عند تعرضها للهواء، تصبح هذه الطبقات متموجة بسبب الامتصاص الكيميائي لجزيئات الهواء.^[5] يمكن أن يحدث التقشير أيضاً في سائل الأيزوپروپانول.^[6]

يعتبر سلنيد الإنديوم الثنائي مستقراً في الظروف المحيطة بالأكسجين وبخار الماء، على عكس العديد من أشباه الموصلات الأخرى.^[1]

متعدد السطوح	مجموعة الفراغ	خلية الوحدة	فجوة النطاق	eV
β	P6₃/mmc	a=4.005 c=16.660 Z=4	مباشرة	1.28
γ	R3m	a=7.1286 Å, c=19.382 Å and Z=6	مباشرة	1.29
ε	P6m2		غير مباشرة	1.4

التطعيم

يمكن تغيير خصائص سلنيد الإنديوم الثنائي عن طريق تغيير النسبة الدقيقة للعناصر من 1:1، مما يُؤدي إلى شغور. من الصعب الحصول على معادلة دقيقة. يمكن تعويض هذه الخصائص عن طريق التطعيم بالعناصر الانتقالية. من العناصر الأخرى التي يمكن إضافتها بتركيزات صغيرة: البورون،^[7] الفضة،^[8] والكادميوم.^[9]

تطبيقات محتملة

الرقائق الإلكترونية

الصين تحقق أكبر اختراق تكنولوجي منذ عقود. هل يصبح سلنيد الإنديوم الثنائي بديلاً للسليكون في الرقائق الإلكترونية؟

مقالة مفصلة: رقائق سلنيد الإنديوم الثنائي

نجح علماء صينيون من جامعتي بكين ورن‌مين بالصين في تطوير طريقة جديدة لإنتاج كميات كبيرة من "شبه الموصل الذهبي" عالي الجودة من سلنيد الإنديوم الثنائي، مما يفتح الطريق أمام تصنيع جيل جديد من الرقائق التي تعمل بشكل أفضل من تكنولوجيا السليكون الحالية. وقد نُشرت الدراسة في مجلة ساينس في 18 يوليو 2025.^[10]

تُعدّ الدوائر المتكاملة الركيزة الأساسية لتكنولوجيا المعلومات الحديثة. في السنوات الأخيرة، ومع اقتراب أداء الرقائق القائمة على السليكون تدريجياً من حدوده الفيزيائية، أصبح تطوير مواد أشباه موصلات جديدة عالية الأداء ومنخفضة الطاقة محوراً عالمياً للبحث والتطوير العلمي. يُعرف سلنيد الإنديوم الثنائي بأنه "شبه موصل ذهبي". إلا أن تحضيره عالي الجودة على نطاق واسع ظل بعيد المنال لفترة طويلة، مما أعاق تقدمه نحو تطبيقات متكاملة واسعة النطاق. وبحسب ليو كاي‌هوي، أستاذ في كلية الفيزياء بجامعة بكين، إن التحدي الأساسي يكمن في الحفاظ الدقيق على النسبة الذرية المثالية 1:1 للإنديوم والسلنيوم أثناء الإنتاج.

باستخدام تقنية مبتكرة، سخّن فريق البحث غشاء سلنيد الإنديوم غير المتبلور والإنديوم الصلب في ظروف محكمة الغلق. شكّلت ذرات الإنديوم المتبخرة سطحاً سائلاً غنياً بالإنديوم عند حافة الغشاء، مما أدى تدريجياً إلى تكوين بلورات سلنيد الإنديوم عالية الجودة ذات ترتيب ذري منتظم.^[11] وقال ليو إن هذه الطريقة تضمن النسبة الذرية الصحيحة للإنديوم والسلنيوم، وتغلبت على عنق الزجاجة الحرج في انتقال سلنيد الإنديوم من البحث المختبري إلى التطبيقات الهندسية. وقال تشيو تشنگ‌گوانگ، الباحث في كلية الإلكترونيات بجامعة بكين، إن الفريق نجح في إنتاج رقائق سلنيد الإنديوم بقطر 5 سنتيمترات، وصنع مجموعة واسعة النطاق من الترانزستورات عالية الأداء، والتي يمكن استخدامها مباشرة في أجهزة الرقائق المتكاملة. وقال ليو إن هذا الاختراق يفتح طريقاً جديداً لتطوير الجيل التالي من الرقائق عالية الأداء ومنخفضة الطاقة، والتي من المتوقع أن يتم تطبيقها على نطاق واسع في المجالات المتطورة مثل الذكاء الاصطناعي والقيادة الذاتية والأجهزة الذكية في المستقبل.

المصادر

^ ^أ ^ب ^ت ^ث Politano, A.; Campi, D.; Cattelan, M.; Ben Amara, I.; Jaziri, S.; Mazzotti, A.; Barinov, A.; Gürbulak, B.; Duman, S.; Agnoli, S.; Caputi, L. S.; Granozzi, G.; Cupolillo, A. (December 2017). "Indium selenide: an insight into electronic band structure and surface excitations". Scientific Reports. 7 (1): 3445. Bibcode:2017NatSR...7.3445P. doi:10.1038/s41598-017-03186-x. PMC 5469805. PMID 28611385.
^ Marvan, Petr; Mazánek, Vlastimil; Sofer, Zdeněk (2019). "Shear-force exfoliation of indium and gallium chalcogenides for selective gas sensing applications". Nanoscale. 11 (10): 4310–4317. doi:10.1039/C8NR09294J. PMID 30788468. S2CID 206138673.
^ ^أ ^ب Boukhvalov, Danil; Gürbulak, Bekir; Duman, Songül; Wang, Lin; Politano, Antonio; Caputi, Lorenzo; Chiarello, Gennaro; Cupolillo, Anna (5 November 2017). "The Advent of Indium Selenide: Synthesis, Electronic Properties, Ambient Stability and Applications". Nanomaterials. 7 (11): 372. doi:10.3390/nano7110372. PMC 5707589. PMID 29113090.
^ Demir, Kübra Çınar; Demir, Emre; Yüksel, Seniye; Coşkun, Cevdet (December 2019). "Influence of deposition conditions on nanostructured InSe thin films". Current Applied Physics. 19 (12): 1404–1413. Bibcode:2019CAP....19.1404D. doi:10.1016/j.cap.2019.09.008. S2CID 203143299.
^ Dmitriev, A. I.; Vishnjak, V. V.; Lashkarev, G. V.; Karbovskyi, V. L.; Kovaljuk, Z. D.; Bahtinov, A. P. (March 2011). "Investigation of the morphology of the van der Waals surface of the InSe single crystal". Physics of the Solid State. 53 (3): 622–633. Bibcode:2011PhSS...53..622D. doi:10.1134/S1063783411030085. S2CID 121113583.
^ Petroni, Elisa; Lago, Emanuele; Bellani, Sebastiano; Boukhvalov, Danil W.; Politano, Antonio; Gürbulak, Bekir; Duman, Songül; Prato, Mirko; Gentiluomo, Silvia; Oropesa-Nuñez, Reinier; Panda, Jaya-Kumar; Toth, Peter S.; Del Rio Castillo, Antonio Esau; Pellegrini, Vittorio; Bonaccorso, Francesco (June 2018). "Liquid-Phase Exfoliated Indium-Selenide Flakes and Their Application in Hydrogen Evolution Reaction". Small. 14 (26): 1800749. arXiv:1903.08967. doi:10.1002/smll.201800749. PMID 29845748. S2CID 44172633.
^ Ertap, Hüseyin; Karabulut, Mevlut (5 December 2018). "Structural and electrical properties of boron doped InSe single crystals". Materials Research Express. 6 (3): 035901. doi:10.1088/2053-1591/aaf2f6. S2CID 105206868.
^ Gürbulak, Bekir; Şata, Mehmet; Dogan, Seydi; Duman, Songul; Ashkhasi, Afsoun; Keskenler, E. Fahri (November 2014). "Structural characterizations and optical properties of InSe and InSe:Ag semiconductors grown by Bridgman/Stockbarger technique". Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 64: 106–111. Bibcode:2014PhyE...64..106G. doi:10.1016/j.physe.2014.07.002.
^ Evtodiev, Igor (2009). "Excitonic absorption of the light in heterojunctions Bi 2 O 3-InSe".
^ "Two-dimensional indium selenide wafers for integrated electronics". مجلة ساينس. 2025-07-18. Retrieved 2025-07-23.
^ "China Focus: Chinese scientists develop novel method for mass production of high-quality semiconductors". شينخوا. 2025-07-18. Retrieved 2025-07-23.

?

[pol-1] أ ^ب ^ت ^ث Politano, A.; Campi, D.; Cattelan, M.; Ben Amara, I.; Jaziri, S.; Mazzotti, A.; Barinov, A.; Gürbulak, B.; Duman, S.; Agnoli, S.; Caputi, L. S.; Granozzi, G.; Cupolillo, A. (December 2017). "Indium selenide: an insight into electronic band structure and surface excitations". Scientific Reports. 7 (1): 3445. Bibcode:2017NatSR...7.3445P. doi:10.1038/s41598-017-03186-x. PMC 5469805. PMID 28611385.

[2] Marvan, Petr; Mazánek, Vlastimil; Sofer, Zdeněk (2019). "Shear-force exfoliation of indium and gallium chalcogenides for selective gas sensing applications". Nanoscale. 11 (10): 4310–4317. doi:10.1039/C8NR09294J. PMID 30788468. S2CID 206138673.

[Boukhvalov2017-3] أ ^ب Boukhvalov, Danil; Gürbulak, Bekir; Duman, Songül; Wang, Lin; Politano, Antonio; Caputi, Lorenzo; Chiarello, Gennaro; Cupolillo, Anna (5 November 2017). "The Advent of Indium Selenide: Synthesis, Electronic Properties, Ambient Stability and Applications". Nanomaterials. 7 (11): 372. doi:10.3390/nano7110372. PMC 5707589. PMID 29113090.

[4] Demir, Kübra Çınar; Demir, Emre; Yüksel, Seniye; Coşkun, Cevdet (December 2019). "Influence of deposition conditions on nanostructured InSe thin films". Current Applied Physics. 19 (12): 1404–1413. Bibcode:2019CAP....19.1404D. doi:10.1016/j.cap.2019.09.008. S2CID 203143299.

[5] Dmitriev, A. I.; Vishnjak, V. V.; Lashkarev, G. V.; Karbovskyi, V. L.; Kovaljuk, Z. D.; Bahtinov, A. P. (March 2011). "Investigation of the morphology of the van der Waals surface of the InSe single crystal". Physics of the Solid State. 53 (3): 622–633. Bibcode:2011PhSS...53..622D. doi:10.1134/S1063783411030085. S2CID 121113583.

[6] Petroni, Elisa; Lago, Emanuele; Bellani, Sebastiano; Boukhvalov, Danil W.; Politano, Antonio; Gürbulak, Bekir; Duman, Songül; Prato, Mirko; Gentiluomo, Silvia; Oropesa-Nuñez, Reinier; Panda, Jaya-Kumar; Toth, Peter S.; Del Rio Castillo, Antonio Esau; Pellegrini, Vittorio; Bonaccorso, Francesco (June 2018). "Liquid-Phase Exfoliated Indium-Selenide Flakes and Their Application in Hydrogen Evolution Reaction". Small. 14 (26): 1800749. arXiv:1903.08967. doi:10.1002/smll.201800749. PMID 29845748. S2CID 44172633.

[7] Ertap, Hüseyin; Karabulut, Mevlut (5 December 2018). "Structural and electrical properties of boron doped InSe single crystals". Materials Research Express. 6 (3): 035901. doi:10.1088/2053-1591/aaf2f6. S2CID 105206868.

[8] Gürbulak, Bekir; Şata, Mehmet; Dogan, Seydi; Duman, Songul; Ashkhasi, Afsoun; Keskenler, E. Fahri (November 2014). "Structural characterizations and optical properties of InSe and InSe:Ag semiconductors grown by Bridgman/Stockbarger technique". Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 64: 106–111. Bibcode:2014PhyE...64..106G. doi:10.1016/j.physe.2014.07.002.

[9] Evtodiev, Igor (2009). "Excitonic absorption of the light in heterojunctions Bi 2 O 3-InSe".

[10] "Two-dimensional indium selenide wafers for integrated electronics". مجلة ساينس. 2025-07-18. Retrieved 2025-07-23.

[11] "China Focus: Chinese scientists develop novel method for mass production of high-quality semiconductors". شينخوا. 2025-07-18. Retrieved 2025-07-23.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]