СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСУЛЬФИДА РЕНИЯ(IV)

Синтез и исследование халькогенидов переходных элементов в низких степенях окисления открывают широкие перспективы для развития фундаментальных проблем физики конденсированного состояния и создания новых функциональных материалов электронной техники. Особый интерес представляют дихалькогениды переходных металлов состава МХ2, где М - Mo, W, Re; Х - S, Se, Te, которые находят применение в устройствах оптоэлектроники, радиофотоники, в лазерной физике, технике связи и т.д. В настоящей работе выполнен анализ литературных данных по синтезу и исследованию сульфидов переходных элементов вышеуказанного состава. Предложен и реализован способ прямого высокотемпературного синтеза ReS2 из исходных элементов. Полученное соединение идентифицировано методами рентгенофазового анализа, рентгенофотоэлектронной и ИК-спектроскопии. Показано, что оно кристаллизуется в структурном типе CdI2, и рений присутствует в синтезированном дисульфиде в степени окисления +4. На основании анализа ИК-спектров в длинноволновой области сделан вывод, что структура дисульфида рения характеризуется уменьшением угла при мостиковом атоме рения по сравнению с дисульфидом молибдена. Это приводит к деформации и сжатию слоев, формирующих кристаллическую структуру.

рений, молибден, дисульфиды, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, инфракрасная спектроскопия

1. Goswamig. A, Nikam P.S. A study of vacuumdeposited films of CrTe and CrSe on single crystals // Thin Solid Films. 1972. V. 11. P. 353-364.

2. White J.G., Dismukes J.P. Rare earth sesquiselenides and sesquitellurides with the Sc2S3 structure // Inorg. Chem. 1965. V. 4. № 7. P. 970-973.

3. Franzen H.F., Smeggi J., Conard B.R. The group IV di-transition metal sulfides and selenides // Mat. Res. Bull. 1967. V. 2. № 12. P. 1087-1092.

4. Tsubakava I. One the magnetic properties of vanadium sulfide and selenide // J. Phys. Soc. 1959. V. 14. № 2. P. 196-198.

5. Szuszkiewicz W., Dynowska E.,Witkowska B. Spin-wave measurements on hexagonal MnTe of NiAstype structure by inelastic neutron scattering // Phys. Rev. B. 2006. V. 73. P. 1-7.

6. Narayan P.B.V., Finnore D.K. Superconducrivity in the niobium and scandium monosulfide systems at pressure up to 20 kbar // J. Less-Common Metals. 1978. V. 61. P. 231-235.

7. Sathe D.J., Chate P.A., Sargar S.B., Kite S.V., Sande Z.D. Properties of chemically-deposited nanocrystalline MoS2 thin films // J. Mater. Sci: Mater. Electron. 2015. V. 27. № 4. Р. 3833-3838.

8. Cao S., Liu T., Hussain S., Zeng W., Pan F., Peng X. Synthesis and characterization of novel chrysanthemumlike tungsten disulfide (WS2) nanostructure: Structure, growth and optical absorption property // J. Mater. Sci: Mater. Electron. 2015. V. 26. P. 809-814.

9. Sun J., Gu Y-J., Lei D., Lau S.P. Mechanistic understanding of excitation correlated nonlinear optical properties in MoS nano sheets and nano dots: The role of exciton resonance // ACS Photonics. 2016. P. 1-34.

10. Seyler K.L., Schaibley J.R., Gong P., Rivera P. Electrical control of second-harmonic generation in a WSe monolayer transistor // Nature Nanotechnology. 2015. V. 73. P. 1-5.

11. Lamfers H.-J., Meetsma A., Wiegers G.A., De Boer J.L. The crystal structure of some rhenium and technetium dichalcogenides // J. Alloys and Compounds. 1996. V. 241. P. 34-39.

12. Dismukesandj J.P., Lethite G. Rare earth sesquiselenides and sesquitellurides with the Sc2S3 structure // Inorg. Chem. 1965. V. 4. № 7. P. 970-973.

13. Yao X., Franzen H.F. Structure refinement and chromium solubility for Zr2S // J. Less-Common Metals. 1988. V. 142. P. 27-29.

14. Pajaczkowska A. Chemical transport of MnS and MnSe using HCl as a transporting agent // Mat. Res. Bull. 1983. V. 18. P. 397-403.

15. Gordon R.A., Yang D., Crozier E.D., Jiang D.T., Frindt R.F. Structures of exfoliated single layers of WS2, MoS2 and MoSe2 in aqueous suspension // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. P. 65-73.

16. Hu Z., Zhang S. The electronic properties tuned by the phase transition between the semiconducting and metallic phase of monolayer MoS2/WS2 // Phase Transitions: A Multinat. J. 2015. V. 88. Iss. 7. P. 726-734.

17. Zhao X., Dai X., Xia С. Magnetic properties of two nearest Cu-doped monolayer WS2: A first-principles study // Solid State Commun. 2015. V. 217. P. 66-69.

18. Bui V.Q., Pham T.-T., Le D.A., Thi C.M., Le H. A first-principles investigation of various gas (CO, H2O, NO, and O2) absorptions on a WS2 monolayer: Stability and electronic properties // J. Phys.: Condens. Matter. 2015. V. 27. № 11. doi.org/10.1088/0953-8984/27/30/305005.

19. Siddiqui G.U., Ali J., Choi K.H., Jang Y., Lee K. Fabrication of blue luminescent MoS2 quantum dots by wet grinding assisted eco-solvent sonication // J. Luminescence. 2016. V. 169. P. 342-347.

20. Xie H., Jiang B., He J., Xia X., Pan F. Lubrication performance of MoS2 and SiO2 nanoparticles as lubricant additives in magnesium alloy-steel contacts // Tribology Int. 2016. V. 93. Part A. P. 63-70.

21. Kumar K.S., Li W., Choi M., Kim S.M., Kim J. Synthesis and lithium storage properties of MoS2 nanoparticles prepared using supercritical ethanol // Chem. Eng. J. 2016. V. 285. P. 517-527.

22. Jassim N.M., Wang K., Han X., Long H., Wang B., Lu P. Plasmon assisted enhanced second-harmonic generation in single hybrid Au/ZnS nanowires // Opt. Mater. 2016. V. 64. P. 257-261.

23. Shi S.L., Xu S.J., Xu Z.-H., Roy V.A.L., Che C.-M. Broadband second harmonic generation from ZnO nano-tetrapods // Chem. Phys. Lett. 2011. V. 506. № 4-6. P. 226-229.

24. Hu H., Wang K., Long H., Han X., Chen H., Wang B., Lu P. Concentrated second-harmonic generation from a single Al-covered ZnS nanobelt // Laser Photonics Rev. 2016. P. 3-8. DOI: 10.1002/lpor.201600263.

25. Ho C.H., Huang Y.S., Electronic structure of ReS2 and ReSe2 from first-principles calculations, photoelectron spectroscopy, and electrolyte electroreflectance // Phys. Rev. B. 1999. V. 60. № 23. P. 766-771.

26. Marzic J.V., Kershaw R. Photoelectronic properties of ReS2 and ReSe2 single crystals // J. Solid State Chem. 1984. № 51. P. 170-175.

27. Huang T-P., Lin D-Y. Polarized thermoreflectance and reflectance study of ReS2 and ReS2: Au single crystals // Jap. J. Appl. Phys. 2011. № 50. P. 1-6.

28. Kim Y., Kang B. Direct synthesis of large-area continuous ReS2 lms on a exible glass at low temperature // 2D Mater. 2017. № 4. P. 1-9.

29. Aliaga J.A., Zepeda T.N. Microspherical ReS2 as a high-performance hydrodesulfurization catalyst // Catal. Lett. 2017. V. 147. Iss. 5. P. 1243-1251.

30. Щеглов П.А, Дробот Д.В. Гетерогенные равновесия в системе рений-кислород // Журн. физ. хи- мии. 2006. Т. 80. № 11. С. 2044-2050.

31. Alcock N.W., Kjekshus A. Crystal structure of ReS2 // Acta Chem. Scand. 1965. V. 19. P. 79-94.

32. Wildervank J.C., Jellinek F. The dichalcogenides of technecium and rhenium // J. Less-Common Metals. 1970. V. 24. P. 73-81.

33. Фомичев В.В., Полозникова М.Э., Кондратов О.И. Структурные особенности, спектральные и энергетические характеристики молибдатов и вольфраматов щелочных элементов // Успехи химии. 1992. Т. 61. Вып. 9. С. 1603-1622.