ЕГЭ. Строение вещества (типы химической связи, типы кристаллических решеток, степень окисления) 11 класс

Тема 3: Типы химической связи

Урок 4: ЕГЭ. Строение вещества (типы химической связи, типы кристаллических решеток, степень окисления)

  • Видео
  • Тренажер
  • Теория

Заметили ошибку?

Задания с выбором ответов А1-А16

 

Вопрос

Комментарий

А1. Сложными веществами называют:

  1. соединения, образованные разными веществами
  2. соединения, образованные разными химическими элементами
  3. соединения, имеющие постоянный состав
  4. соединения, имеющие переменный состав

Простое вещество – это соединение, образованное атомами одного химического элемента, а сложное вещество образовано атомами различных химических элементов.

Правильный ответ 2.

А2. Наибольшую температуру плавления имеет вещество формула которого:

  1. СН4
  2. SiO2
  3. Sn
  4. КF

Нужно знать, какие кристаллические решетки имеют данные вещества: СН4 – молекулярную, SiO2 – атомную, Sn – металлическую, КF –ионную.Наиболее высокой температурой плавления характеризуются вещества с атомной кристаллической решеткой.

Правильный ответ 2.

А3. Веществами молекулярного строения являются все вещества ряда:

  1. сера, поваренная соль, сахар
  2. сахар, поваренная соль, глицин
  3. сахар, глицин, медный купорос
  4. сера, глицерин, сахар

Сера, сахар, глицин, глицерин – вещества молекулярного строения. Поваренная соль и медный купорос имеют ионную кристаллическую решетку.

Это вещества немолекулярного строения.

Правильный ответ 4.

А4. К веществам молекулярного строения относится:

  1. СаО
  2. С6Н12О6
  3. КF
  4. С2Н5ОNa

Анализируем: к какому типу кристаллических решеток относятся данные вещества. СаО, КF, С2Н5ОNa имеют ионную кристаллическую решетку. С6Н12О6 – молекулярную.

Правильный ответ 2.

А5. Из перечисленных веществ немолекулярное строение имеет:

  1. Р4
  2. O3
  3. В
  4. I2

Если в веществе содержится несколько атомов (I2), то это вещество молекулярного строения.

 

Правильный ответ 3.

А6.Химическая связь в бромиде калия:

  1. ковалентная неполярная
  2. ковалентная полярная
  3. металлическая
  4. ионная

Бромид калия (КBr) – это типичная соль, образованная атомами, резко отличающимися по электроотрицательности. Связь ионная.

Правильный ответ 4.

А7. Какая связь возникает между атомами химических эелентов с порядковыми номерами 8 и 16?

  1. ионная
  2. ковалентная полярная
  3. ковалентная неполярная
  4. водородная

Это S и О. Это неметаллы. Их электроотрицательности близки. Значит, связь ковалентная полярная.

 

 

Правильный ответ 2.

А8. Связь в соединении, образованном между атомом водорода и элементом, имеющим электронную конфигурацию 2,8,6, является:

  1. ионная
  2. ковалентная полярная
  3. ковалентная неполярная
  4. металлическая

Находим элемент по распределению электронов в атоме. Их сумма равна количеству протонов, порядковому номеру. Это № 1 – S. Они между собой образуют h3S. Оба неметаллы, с небольшой разницей в электроотрицательности.

Правильный ответ 2.

А9. В ковалентных водородных соединениях состава НЭ число общих электронных пар равно:

  1. 1
  2. 2
  3. 5
  4. 4

Атом водорода имеет только один электрон, поэтому при взаимодействии с другими атомами он может образовывать только одну общую электронную пару.

Правильный ответ 1.

А10. Одна из связей в ионе аммония образована:

  1. по донорно-акцепторному механизму
  2. электростатическим притяжением ионов азота и водорода
  3. обобществлением ионов азота и водорода
  4. вследствие обмена электронами

В ионе аммония есть 4 ковалентные связи. Три из них образованы по обменному механизму, одна – по донорно-акцепторному.

Правильный ответ 1.

А11. Степень окисления фосфора в соединении h4PO4 равна:

  1. -3
  2. +1
  3. +3
  4. +5

Сумма степеней окисления с учетом количества атомов, должна быть равна 0. Н+, О-2, поэтому Р+5.

 

Правильный ответ 4.

А 12. Постоянную степень окисления имеет атом элемента:

 1. Cl

2. C

  3. Cu

 4. Na

Так как элементы I-A группы имеют один валентный электрон, то они могут проявлять лишь одну степень окисления +1.

Правильный ответ 4.

А13. Кристаллическая решетка графита:

  1. атомная
  2. молекулярная
  3. ионная
  4. металлическая

Графит образован углеродом – неметаллом. Значит, кристаллическая решетка не может быть ионной, металлической или молекулярной.

Правильный ответ 1.

А14. В узлах кристаллических решеток веществ молекулярного строения находятся:

  1. Молекулы
  2. Атомы
  3. Атомы и ионы
  4. Молекулы и ионы

В узлах кристаллических решеток веществ молекулярного строения находятся молекулы.

 

Правильный ответ 1.

А15. Из приведенных ниже веществ атомную кристалличекую решетку имеет:

  1. Магний
  2. Сера
  3. Нафталин
  4. Алмаз

Магний – это металл. Он имеет металлическую кристаллическую решетку. Сера, нафталин – молекулярную кристаллическую решетку.

Правильный ответ 4.

А16. Для веществ с металлической кристаллической решеткой нехарактерным свойством является:

  1. Электропроводность
  2. Теплопроводность
  3. Хрупкость
  4. Пластичность

Для металлов характерны такие свойства: электро- и теплопроводность, пластичность, металлический блеск. Хрупкость – это свойство, обратное пластичности, значит, металлы им обладать не могут.

Правильный ответ 3. 

 

 

Задания с кратким ответом и на соответствие В1-В7

 

 

 

 

Задания с развернутым ответом С1-С2

 

 

 

 

Подведение итога урока

 

 

На уроке рассматривалось решение задач из ЕГЭ по теме «Строение вещества (типы химической связи, типы кристаллических решеток, степени окисления)».

Мы учились сопоставлять типы кристаллических решеток со свойствами вещества. По типу химической связи прогнозировать типы кристаллической решетки вещества. Проверялось понимание понятий: степень окисления и валентность.

 

 

Список литературы

  1. Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.
  2. Попель П. П. Химия: 11 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П. П. Попель, Л. С. Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2008. – 240 с.: ил.
  3. Учебно-тренировочные материалы для подготовки к единому государственному экзамену. Химия / Каверина А. А., Добротин Д. Ю., Медведев Ю. Н., Корощенко А. С. – М.: Интеллект-Центр, 2011.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет-портал «interneturok.ru» (Источник)
  2. Интернет-портал «ege. edu.ru» (Источник)
  3. Интернет-портал «chemport.ru» (Источник)  
  4. Интернет-портал «Химик.ру» (Источник)

 

Домашнее задание

  1. №№ 11–33 (с. 23) Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.
  2. При полном окислении 2 г простого вещества образуется 18 г оксида состава Э2О. Найти молярную массу простого вещества.
  3. Определите валентность и степень окисления углерода в соединениях: С2Н5ОН, СН3СООН.

 

Заметили ошибку?

Расскажите нам об ошибке, и мы ее исправим.

Видеоурок: ЕГЭ. Строение вещества (типы химической связи, типы кристаллических решеток, степень окисления) по предмету Химия за 11 класс.

Химическая связь и Типы кристаллических решеток | Тест по химии (11 класс):

Тест по теме:

«Химическая связь и типы кристаллических решеток»

I вариант

Часть А

  1. Формула вещества, образованного ковалентной неполярной связью:
  1. SiO2                 2)  F2                                    3)  CaO                          4) h3S
  1. Формула вещества, образованного ковалентной полярной связью:
  1. Nh4                 2)   Na2S                               3)  h3                             4) Fe2O3
  1. Ионная связь характерна для:
  1. Меди              2) хлорида железа(III)         3) сероводорода           4) хлора
  1. Молекулярное строение имеет каждое из двух веществ:
  1. Ch5  и  Na2CO3                              3) C2H5ONa   и   Nh5Cl
  2. Ch4OCh4  и  HCL                         4) C2H5OH     и   алмаз
  1. Пара химических элементов, способных к образованию ковалентной полярной связи:
  1. Fe  и  S           2)  C  и   O                             3) Ba  и    S                    4)  Na   и   Cl
  1. Между какими атомами возникает водородная связь:
  1. Водородом и любым другим элементом
  2. Водородом и атомом с большей атомной массой
  3. Водородом и элементами с высокой электроотрицательностью
  4. Водородом и неметаллами
  1. Какой вид связи в молекуле кислорода:
  1. Ионная                                                    2) Металлическая    

3) Ковалентная полярная                            4) Ковалентная неполярная

  1.  Ряд формул веществ, каждое из которых образовано ионной связью:

1)  Al2O3   P2O5  NaCl                                 2) SO3  CaO  KF

3) HCl  Al(NO3 )3  Na3P                              4) KBr  Li3N   CuS

  1. Атом химического элемента, образующего с галогеном соединение с ионной связью, имеет электронную конфигурацию:
  1. 1s22s22p63s23p4                            3) 1s22s22p63s23p64s23d6
  2. 1s22s22p6                                      4) 1s22s22p63s23p64s23d104p5
  1. Соединения с ковалентной полярной и ковалентной неполярной связью являются  соответственно:

               1)  KI и  O2                                               2) h3S  и   Fe

               3)  N2O5 и  Cu                                          4)  CO и   h3

  1. Какое вещество является примером внутримолекулярной водородной связи:
  1. сероводород                 2) ДНК                  3) углевода                 4) борная кислота
  1. Выберите тип кристаллической решетки веществ, для которых характерны следующие свойства: низкие температуры плавления, летучесть, малая твердость:
  1. атомная                       2) молекулярная              3) ионная           4) металлическая
  1. Верны ли следующие суждения?

А.  Для вещества с ионной связью характерны тугоплавкость, пластичность и высокие температуры плавления.

В. Ковалентная полярная связь образуется по обменному механизму.

1) верно только А                              2) верно только В

3) оба суждения верны                     4) оба суждения неверны

  1. Верны ли следующие суждения:

А. В молекуле хлороводорода атомы связаны ковалентной полярной связью.

В. Между атомами, имеющими распределение электронов по слоям 2е 8е 8е 2е  и  2е 8е 7е, возникает ионная связь.

  1. Верно только А                       2) верно только В      

             3) верны оба суждения                 4) оба суждения неверны

Часть В

  1. Установите соотношение между названием вещества и его химической связи

1) Ch4OH

А) Металлическая

2) CCL4

Б) Ковалентная полярная

3) Al

В) Ионная

4 )BaS

Г) Ковалентная неполярная

5) F2

Д) Водородная

  1. Установите соотношение между названием вещества и его кристаллической решеткой:

1) SiO2

А) Молекулярная

2) h3O

Б) Ионная

3) Cu

В) Атомная

4) KOH

Г) Металлическая

Тест по теме:

«Химическая связь и типы кристаллических решеток»

II вариант

Часть А

  1. Формула вещества, образованного ковалентной неполярной связью:
  1. Cu                       2)  h3O                        3)    HBr                        4) Cl2
  1. Формула вещества, образованного ковалентной полярной связью:
  1. NaCl                          2)   Fe                          3)  KOH                        4)    P2O5
  1. Ионная связь характерна для:
  1. хлороводорода              2) оксида магния       3) водорода                  4) железа
  1. Кристаллическую структуру, подобную структуре алмаза, имеет:
  1. кремнезем                                                    3)оксид натрия
  2. оксид углерода (II)                                     4) белый фосфор
  1. Пара химических элементов, способных к образованию ковалентной полярной связи:
  1.  K  и   Br                   2)    Mg и  I                 3)  H  и  Cl                   4)  Cu  и S
  1. Каковы особенности водородной связи:
  1. Невысокая прочность, распространенность
  2. Высокая прочность, распространенность
  3. Невысокая прочность, редкость
  4. Высокая прочность, редкость
  1. Какой вид связи в молекуле брома:
  1. Ковалентная полярная                               3) Водородная        
  2. Ионная                                                         4) Ковалентная неполярная
  1. Ряд формул веществ, каждое из которых образовано ионной связью:

              1) AlBr3  Na2S  N2O5                                      3) Mg(NO3)2    KI    (Nh5)2SO4

              2) Nh4  Nh5Cl  CaS                                       4)  h3   BaBr2    SiO2  

  1.  Укажите НЕ правильное утверждение:
  1. Водородная связь присутствует в молекулах белков
  2. Водородная связь бывает межмолекулярной и внутримолекулярной
  3. Водородная связь прочная
  4. Водородная связь образуется между атомом водорода и сильно электроотрицательным атомом
  1.  Соединения с ионной связью и металлической являются соответственно:

               1) Nh5Cl    и   Fe                                    3) Al2O3   и    C

               2) KBr     и   O3                                      4) HNO3   и   Cu

       11.   В каком веществе водородная связь наиболее прочная:

                1) Вода                   2) аммиак                   3) соляная кислота                4) плавиковая кислота

       

       12.   Вещества с атомной кристаллической решеткой:

             1) хрупкие и легкоплавкие                                             3) очень твердые и тугоплавкие

             3) проводят электрический ток в растворах                 4) твердые и легкоплавкие

       13. Верны ли следующие суждения о неметаллах?

            А. Все неметаллы являются химически активными веществами.

           В. Неметаллы обладают только окислительными свойствами.

            1) верно только А                                                             3) верно только В

            2) верны оба суждения                                                     4) оба суждения неверны

   14. Отметьте группу, в которой перечислены ТОЛЬКО вещества с ковалентным типом         связи:

1) Ацетон, оксид магния, сульфат хрома (III)                             3) Вода, йодоводород, ртуть

2) Озон, 2-метилпропановая кислота, оксид хлора (VII)           4) Хлорид цезия, бензол, водород

      Часть В

       15. Установите соотношение между названием вещества и его химической связи

1) O2

А) Ионная

2) C2H5OH

Б) Металлическая

3) Fe

В) Ковалентная полярная

4) HCl

Г) Водородная

5) LiI

Д) Ковалентная неполярная

      16. Установите соотношение между названием вещества и его кристаллической    решеткой:

1) O2

А) Атомная

2) Fe

б) Металлическая

3) BaCl2

В) Ионная

4) P красный

Г) Молекулярная

       

Ответы

I

II

  1. 2

 1)4

  1. 1

2)4

  1. 2

3)2

  1. 2

4)1

  1. 2

5)3

  1. 3

6)1

  1. 4

7)4

  1. 4

8)3

  1. 3

9)3

  1. 4

10)1

  1. 2

11)4

  1. 2

12)3

  1. 2

13)3

  1. 3

14)2

15) 1-  Д

      2-   Б

      3 – А

      4 – В

      5 —  Г

15)1 – Д

     2 – Г

     3 – Б

     4 – В

     5 —  А

16)  1 – В

       2 – А

       3 –  Г

       4 —  Б

16)1 – Г

     2 – Б

     3 – В

     4 — А

Кристаллическая структура сверхпроводящей фазы гидрида серы

Кристаллическая структура сверхпроводящей фазы гидрида серы

Скачать PDF

Ваша статья скачана

Слайдер с тремя статьями на слайде. Используйте кнопки «Назад» и «Далее» для перемещения по слайдам или кнопки контроллера слайдов в конце для перемещения по каждому слайду.

Скачать PDF

  • Опубликовано:
  • Мари Эйнага 1  na1 ,
  • Масафуми Саката 1 ,
  • Такахиро Исикава 1 ,
  • 6 Шиями Кацу ORCID: orcid.org/0000-0003-0560-8325 1  na1 ,
  • Еремец Михаил Иванович 2  na1 ,
  • Дроздов Александр П. 2 ,
  • Иван А. Троян 2 ,
  • Хирао Наохиса 3 и
  • …
  • Ясуо Охиши 7 6 1 3

    Физика природы том 12 , страницы 835–838 (2016)Процитировать эту статью

    • 14 тыс. обращений

    • 279 цитирований

    • 83 Альтметрический

    • Сведения о показателях

    Субъекты

    • Строение твердых и жидких тел
    • Сверхпроводящие свойства и материалы

    Abstract

    Недавно в H 2 S (или D 2 S) при высоком гидростатическом давлении 1,2 была обнаружена сверхпроводящая критическая температура выше 200 K. Эти измерения были интерпретированы с точки зрения разложения этих материалов на элементарную серу и богатый водородом гидрид, который отвечает за сверхпроводимость, хотя прямых экспериментальных доказательств этого механизма до сих пор не было. Здесь мы приводим кристаллическую структуру сверхпроводящей фазы сероводорода (и сульфида дейтерия) в нормальном и сверхпроводящем состояниях, полученную с помощью измерений синхротронной рентгеновской дифракции в сочетании с измерениями электрического сопротивления как при комнатной, так и при низких температурах. Мы находим, что сверхпроводящая фаза в основном хорошо согласуется с теоретически предсказанной объемно-центрированной кубической (ОЦК) структурой для H 3 S 3 . Присутствие элементарной серы также проявляется на рентгенограммах, что подтверждает механизм разложения H 2 S до H 3 S + S под давлением 4,5,6 .

    Главная

    Недавно в сероводородной системе 1,2 обнаружен очень высокий T c 200 K. Эта работа была инициирована предсказанием существенной сверхпроводимости в H 2 S (ссылка 7), что, в свою очередь, вытекает из идеи, что металлические сплавы с преобладанием водорода могут быть сверхпроводниками с высокой критической температурой, подобными чистому металлическому водороду 8 .

    Сверхпроводящий переход доказан резким падением сопротивления до нуля, сильным изотопическим эффектом при исследовании D 2 S, сдвигом сверхпроводящего перехода с магнитным полем и, наконец, измерениями магнитной восприимчивости и намагниченности . В качестве вероятного объяснения авторы 1,2 предположил, что H 2 S разлагается под давлением (с помощью температуры) на чистую серу и некоторое количество гидрида серы с более высоким содержанием водорода (например, SH 4 или аналогичный). В это же время появилась теоретическая работа, в которой рассматривалось другое исходное вещество (H 2 S) 2 H 2 (стехиометрия H 3 S) и найдены R 3 m и

    • 6 Im -3 м сооружений под давлением выше 111 ГПа и 180 ГПа соответственно 3 . Эти структуры и другие стехиометрические соединения в дальнейшем тщательно изучались теоретически различными группами в многочисленных работах 4,6,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22, 23,24,25 и T c ∼ 200 K для структуры Im -3 m . Расчетное T c , а также его зависимость от давления 9 близки к экспериментальным данным 1,2 . Это говорит о том, что высокие 9Наблюдаемый в экспериментах 0119 T c относится не к H 2 S, а к H 3 S в структуре Im -3 m . Более поздние расчеты подтвердили эту идею: H 2 S действительно неустойчива при высоких давлениях и должна разлагаться на серу и высшие гидриды, скорее всего, на H 3 S 4,6,12 . Цель настоящей работы — экспериментально проверить структуру сверхпроводящего сероводорода и сравнить ее с теоретически предсказанной структурой.

    Образцы готовили так же, как описано в работах 1,2—H 2 S нагружали при температуре ∼200 К, затем повышали давление до ∼150–170 ГПа и образец отжигали при комнатной температуре . Типичные рентгеновские дифрактограммы (XRD) гидрида серы и дейтерида серы, находящихся под давлением 150–173 ГПа, показаны на рис.  1. Рентгенограммы образцов гидрида серы и дейтерида серы не отличаются друг от друга. Дифракционные картины, по-видимому, создаются двумя основными фазами. Это ясно следует из разной зависимости пиков от давления (рис. 2 и дополнительный рисунок 3) и разного изменения интенсивности при сканировании образца по его диаметру (дополнительный рисунок 1): одна группа соответствует элементной сере β -Po структура 26 и другая группа описывается ОЦК структурой H 3 S из теоретической работы 3 . Можно сделать вывод, что H 2 S (D 2 S) твердый, скорее всего, разлагается под давлением по пути: 3H 2 S → 2H 3 S + S.

    Рис. 1: Рентгенограмма гидрида серы и образцы дейтерида серы.

    a , Раскатанное порошковое дифракционное изображение гидрида серы при 150  ГПа при комнатной температуре, записанное на фотопластинке. b , c , Интегральные рентгенограммы, полученные с вычитанием фона для гидрида серы ( b ) и дейтерида серы ( c ). Кривые ОЦК H 3 S и β -Po элементарной серы при 150 ГПа и 170 ГПа, рассчитанные согласно ссылкам 5, 26, показаны под экспериментально полученными диаграммами. Звездочками обозначены пики, не принадлежащие образцу, как следует из сканирования образца (дополнительный рис. 1): эти пики остаются неизменными, тогда как пики образца меняются с радиусом образца как по положению, так и по интенсивности. Незакрашенные кружки указывают на отражение от фазы IV высокого давления элементарной серы (несоразмерно модулированная объемно-центрированная моноклинная структура). d , Рентгенограммы дейтерида серы при 173 ГПа при 300 К и 13 К. Пики, отмеченные звездочками, не являются отражениями от образца. Результаты анализов показаны в дополнительной таблице 1.

    Изображение в натуральную величину

    Рисунок 2: Зависимость XRD от давления в образцах гидрида серы и дейтерида серы.

    a , b , рентгенограммы, полученные при комнатной температуре и различных давлениях для гидрида серы ( a ) и дейтерида серы ( b ). Верхние (красные) и нижние (зеленые) галочки указывают положения пиков предсказанной ОЦК-структуры H 3 S и β -Po элементарной серы соответственно. Пики, отмеченные звездочками, не принадлежат образцу, как следует из дополнительного рис. 1. При понижении давления в гидриде серы отчетливо наблюдается фазовый переход элементарной серы — пик от β -Po серы постепенно исчезает и что из фазы IV (незаштрихованный кружок) усиливается. с , Зависимость атомного объема гидрида серы и дейтерида серы от давления. Экспериментальные данные получены при увеличении давления и аппроксимируются уравнением состояния Берча первого порядка (черная сплошная линия). Объемы гексагональной ( R 3 м ) и ОЦК ( Im -3 м ) фаз, полученные из теоретической работы 3 , показаны в виде закрашенных квадратов и треугольников закрашенных соответственно, соединенных пунктирными линиями. Расчетные стандартные отклонения меньше размера символов.

    Изображение полного размера

    Зависимость атомного объема V атм гидрида серы и дейтерида серы от давления показана на рис. 2c. Он соответствует уравнению состояния Берча первого порядка 27 с модулем объемного сжатия B 0 = 506 (30)  ГПа и его производной по давлению B 0 ′ = 6 (фиксировано). Значение экспериментально наблюдаемого В атм немного больше, но сжимаемость хорошо согласуется с расчетом Дуана 3 . Зависимость от давления нормированного атомного объема V / V 0 элементарной серы в структуре β -Po показана на дополнительном рисунке 3. Она хорошо согласуется с экспериментальными данными исх. 26 при высоких давлениях P > 170 ГПа и с помощью наших расчетов теории функционала плотности (см. Методы).

    Наши измерения рентгеновской дифракции порошка не позволяют нам различить предсказанные ОЦК структуры: Im -3 м и R 3 м . В этих структурах положения атомов серы одинаковы, а единственное отличие состоит в положении атомов водорода: атомы водорода расположены симметрично между соседними атомами серы в структуре Im -3 m и несколько асимметрично в Структура R 3 м (дополнительный рис. 2). Однако положение атомов водорода нельзя определить по измерениям порошка, поскольку атомы водорода являются чрезвычайно слабыми рассеивателями.

    Низкотемпературные данные помогут в дальнейшем анализе. Мы одновременно измеряли XRD и электрическое сопротивление на той же установке 28 (рис. 3). Переход в сверхпроводящее состояние определялся по резкому падению сопротивления (рис. 3а, б). Мы обнаружили, что нормальное и сверхпроводящее состояние имеют одинаковую структуру, так как рентгенограммы одинаковы при комнатной и низких температурах (рис. 1г). При этом структура образца заметно не меняется в диапазоне давлений 92–173 ГПа. Это контрастирует с зависимостью критической температуры от давления, которая имеет ярко выраженный излом при 150 ГПа для H 3 S и 160 ГПа для D 3 S (рис. 3в). Этот излом находит естественное объяснение в теоретических предсказаниях 9,23 : зависимость критической температуры сверхпроводимости от давления различна в R 3 m фазе при более низких давлениях и в Im -3 m фазы при более высоких давлениях. Наши измерения XRD подтверждают эту интерпретацию, поскольку R 3 m и Im -3 m различаются только упорядочением атомов водорода, и одни и те же рентгенограммы должны быть одинаковыми в обеих областях давлений. Таким образом, можно сделать вывод, что самая высокая критическая температура 203 К (ссылка 2) соответствует фазе Im -3 m .

    Рисунок 3: Зависимость от давления сверхпроводящего перехода в гидриде серы и дейтериде серы.

    a , b , Температурная зависимость сопротивления в гидриде серы (при уменьшении давления) ( a ) и дейтерид серы (при повышении давления) ( b ). c , Зависимость от давления критической температуры сверхпроводимости T c гидрида серы (черные точки) и дейтерида серы (красные точки). Открытые кружки и квадраты взяты из исх. 2. Точки, отмеченные заштрихованными символами, взяты из настоящей работы: кружки – данные о снижении давления, квадраты и треугольники – о повышении давления. Пунктирные линии (черная для гидрида серы и красная для дейтерида серы) указывают на фазовую границу между R 3 м и Im -3 м структурные фазы. Столбики погрешностей показывают разницу между начальной температурой T c и температурой нулевого сопротивления при каждом давлении в a и b .

    Полноразмерное изображение

    Методы

    Образец и электрические зонды были подготовлены методом, аналогичным исх. 2. Измерения порошковой дифракции с угловой дисперсией проводились на SPring-8 (линия BL10XU) с монохроматическим пучком с энергией ∼30,0 кэВ ( λ ∼ 0,412–0,414 Å). XRD и электрическое сопротивление измеряли одновременно с помощью криостата 28 . Дифрактограммы записывали с помощью фотопластинки со временем экспозиции от 120 до 300 с. Четырехзондовые электрические измерения проводились с мостом сопротивления переменному току (Linear Research, LR-700). Мы определили зависимость давления от объема серы β -Po с помощью расчетов из первых принципов, основанных на теории функционала плотности. Квантовый ЭСПРЕССО код 29 использовалась для расчетов, в которых использовались приближение обобщенного градиента Пердью–Берка–Эрнзергофа 30 и ультрамягкий псевдопотенциал Вандербильта 31 . Интегрирование в пространстве k по зоне Бриллюэна проводилось на сетке 24 × 24 × 24, а пороговое значение энергии базиса плоской волны было установлено на уровне 80 Ry.

    Доступность данных.

    Необработанные данные были получены на установке синхротронного излучения SPring-8 (линия луча BL10XU). Производные данные, подтверждающие результаты этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

    Литература

    1. Дроздов А.П., Еремец М.И., Троян И.А. Обычная сверхпроводимость при 190 К при высоких давлениях. Препринт на http://arxiv.org/abs/1412.0460 (2014 г.).

    2. Дроздов А. П., Еремец М. И., Троян И. А., Ксенофонтов В., Шилин С. И. Обычная сверхпроводимость при 203 кельвина при высоких давлениях в сероводородной системе. Природа 525 , 73–77 (2015).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    3. Duan, D. et al. Индуцированная давлением металлизация плотного (h3S)2h3 с высокотемпературной сверхпроводимостью c . науч. Респ. 4 , 6968 (2014).

      Артикул Google Scholar

    4. Бернштейн, Н. , Хеллберг, К.С., Йоханнес, М.Д., Мазин, И.И. и Мел, М.Дж. Какие сверхпроводники в гидридах серы под давлением и почему. Физ. Ред. B 91 , 060511(R) (2015).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    5. Duan, D. et al. Разложение твердого сероводорода под давлением. Физ. Ред. B 91 , 180502(R) (2015).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    6. Errea, I. et al. Сероводород высокого давления из первых принципов: сильно ангармонический фонон-опосредованный сверхпроводник. Физ. Преподобный Летт. 114 , 157004 (2015).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    7. Ли, Ю., Хао, Дж., Лю, Х., Ли, Ю. и Ма, Ю. Металлизация и сверхпроводимость плотного сероводорода. J. Chem. физ. 140 , 174712 (2014).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    8. Ashcroft, N.W. Металлические сплавы с преобладанием водорода: высокотемпературные сверхпроводники? Физ. Преподобный Летт. 92 , 187002 (2004 г.).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    9. Акаси, Р., Кавамура, М., Цунеюки, С., Номура, Ю. и Арита, Р. Исследование из первых принципов зависимости давления и кристаллической структуры температуры сверхпроводящего перехода в сжатых гидридах серы. Физ. Ред. B 91 , 224513 (2015).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    10. Флорес-Ливас, Дж. А., Санна, А. и Гросс, Э. К. У. Высокотемпературная сверхпроводимость в гидридах серы и селена при высоком давлении. евро. физ. J. B 89 , 63 (2016).

      ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar

    11. Ге, Ю. , Чжан, Ф. и Яо, Ю. Возможная сверхпроводимость приближается к ледяной точке. Препринт на http://arxiv.org/abs/1507.08525 (2015 г.).

    12. Папаконстантопулос, Д. А., Кляйн, Б. М., Мел, М. Дж. и Пикетт, У. Э. Cubic h4S около 200  ГПа: сверхпроводник атомарного водорода, стабилизированный серой. Физ. B 91 , 184511 (2015).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    13. Li, Y. et al. Продукты диссоциации и структуры твердого h3S при сильном сжатии. Физ. Ред. B 93 , 020103 (R) (2016 г.).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    14. Quan, Y. & Pickett, W. E. Особенности Ван Хова и размытие спектра в высокотемпературном сверхпроводнике h4S. Физ. Преподобный Летт. 93 , 104526 (2016).

      Google Scholar

    15. Бьянкони, А. и Ярлборг, Т. Переходы Лифшица и нулевые флуктуации решетки в гидриде серы, демонстрирующие сверхпроводимость при комнатной температуре. Ноябрь. Суперконд. Матер. 1 , 37–49 (2015).

      Google Scholar

    16. Никол, Э. Дж. и Карботт, Дж. П. Сравнение гидрида серы под давлением с обычными сверхпроводниками. Физ. Ред. B 91 , 220507(R) (2015).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    17. Дегтяренко Н., Мазур Е. Причины высокотемпературной сверхпроводимости в сероводородной электрон-фононной системе. Препринт на http://arxiv.org/abs/1507.05749 (2015 г.).

    18. Дурайски А.П., Щешняк Р. и Ли Ю. Термодинамические свойства сверхпроводника h3S без БКШ. Физика С 515 , 1–6 (2015).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    19. Дурайски А. П., Щешняк Р. и Пьетронеро Л. Высокотемпературное исследование сверхпроводящего водорода и сульфида дейтерия. Энн. физ. http://dx.doi.org/10.1002/andp.201500316 (2015 г.).

    20. Горьков Л., Кресин В. Давление и высокая T c сверхпроводимость: приложения к гидридам серы. Препринт на http://arxiv.org/abs/1511.06926 (2015).

    21. Hirsch, J. E. & Marsiglio, F. Дырочная сверхпроводимость в h3S и других сульфидах под высоким давлением. Physica C 511 , 45–49 (2015).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    22. Банацки, П. О механизме высокотемпературной сверхпроводимости в сероводороде при 200 ГПа: переход в сверхпроводящее антиадиабатическое состояние при взаимодействии с Н-колебаниями. Результаты Физ. 6 , 1–2 (2016).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    23. Errea, I. et al. Квантовая симметризация водородных связей в сверхпроводящей сероводородной системе. Природа 532 , 81–84 (2016).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    24. Акаши Р., Сано В., Арита Р. и Цунеюки С. Возможные фазы Магнели и самосплавление в сверхпроводящем гидриде серы. Препринт на http://arxiv.org/abs/1512.06680 (2015 г.).

    25. Исикава Т. и др. Сверхпроводящая фаза H5S2 в системе сера-водород под высоким давлением. Науч. Респ. 6 , 23160 (2016).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    26. Луо, Х., Грин, Р. Г. и Руофф, А. Л. β -фаза серы Po при 162 ГПа: рентгеноструктурное исследование до 212 ГПа. Физ. Преподобный Летт. 71 , 2943–2946 (1993).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    27. Берч, Ф. Изотерма конечной деформации и скорости для монокристаллического и поликристаллического NaCl при высоких давлениях и 300 °K. Ж. Геофиз. Рез. 83 , 1257–1268 (1978).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    28. Мацуока Т. и др. Возвратная металлическая фаза под давлением в литии. Физ. Ред. B 89 , 144103 (2014).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    29. Джанноцци, П. и др. QUANTUM ESPRESSO: модульный программный проект с открытым исходным кодом для квантового моделирования материалов. J. Phys. Конденс. Материя 21 , 395502 (2009).

      Артикул Google Scholar

    30. Пердью, Дж. П., Берк, К. и Эрнзерхоф, М. Упрощенное приближение обобщенного градиента. Физ. Преподобный Летт. 77 , 3865–3868 (1996).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    31. Вандербильт Д. Мягкие самосогласованные псевдопотенциалы в обобщенном формализме собственных значений. Физ. Ред. B 41 , 7892–7895 (1990).

      Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

    Скачать ссылки

    Благодарности

    Работа выполнена по предложению № 2015A0112 SPring-8. Это исследование было поддержано Японским обществом содействия науке, грантом в помощь для специально продвигаемых исследований, № 26000006, JSPS KAKENHI, грантом для молодых ученых (B), № 15K17707 и Европейским исследовательским советом, 2010 г. -Расширенный грант 267777.

    Информация об авторе

    Примечания автора

    1. Мари Эйнага, Кацуя Симидзу и Михаил И. Еремец: Эти авторы внесли одинаковый вклад в эту работу.

    Авторы и принадлежность

    1. Kyokugen, Высшая школа инженерных наук, Университет Осаки, Мачиканеямачо 1-3, Toyonaka, Osaka 560-8531, Япония

      Mari Einaga, Masafuma Soakata, Shakaha, The Masafuma, The Masafuma, Shaka, Sura,

      .

    2. Институт химии им. Макса Планка, Хан-Майтнер-Вег 1, 55128 Майнц, Германия

      Михаил И. Еремец, Александр П. Дроздов и Иван А. Троян

    3. JASRI/SPring-8, 1-1-1, Sayo-cho, Sayo-gun, Hyogo 679-5198, Япония

      Naohisa Hirao & Yasuo Ohishi

    Авторы

    1. Mari Einaga

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    2. Масафуми Саката

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

    3. Takahiro Ishikawa

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    4. Katsuya Shimizu

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    5. Еремец Михаил Иванович

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    6. Дроздов Александр Петрович

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    7. Троян Иван А.

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    8. Naohisa Hirao

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    9. Yasuo Ohishi

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    Вклады

    ME принимал участие во всех измерениях XRD, интерпретации данных и написании рукописи. РС. выполнены криогенные операции и сбор данных РФА. К.С. выполнил 90 119 на месте измерений электрического сопротивления в измерениях XRD и написал рукопись. Т.И. выполнены вспомогательные расчеты для интерпретации данных. M.I.E. разработал исследование и участвовал в экспериментах XRD и написании рукописи. А.П.Д. готовили образец в ячейке с алмазными наковальнями для всех экспериментов. И.А.Т. участвовал в создании рамановской установки. Н.Х. и Ю.О. выполнил оптимизацию синхротронных РФА и криогенных операций. М.Е., К.С. и M.I.E. в равной степени внесли свой вклад в эту статью.

    Автор, ответственный за переписку

    Переписка с Мари Эйнага.

    Декларации этики

    Конкурирующие интересы

    Авторы не заявляют о конкурирующих финансовых интересах.

    Дополнительная информация

    Дополнительная информация

    Дополнительная информация (PDF 1031 kb)

    Права и разрешения

    Перепечатки и разрешения

    Эта статья цитируется

    0097

    • Синтез семи гидридов лантана под высоким давлением со значительной вариабельностью содержания водорода

      • Доминик Ланиэль
      • Флориан Трибель
      • Наталья Дубровинская

      Nature Communications (2022)

    • Синтез в кремнии тройных супергидридов с высоким Tc при самом низком давлении

      • Роман Лукреци
      • Симоне Ди Катальдо
      • Кристоф Хайль

      npj Расчетные материалы (2022)

    • Разбавленный углерод в h4S под давлением

      • Сяоюй Ван
      • Тянге Би
      • Ева Зурек

      npj Расчетные материалы (2022)

    • Первопринципный поиск горячей сверхпроводимости в тройных гидридах La-X-H

      • Симоне Ди Катальдо
      • Вольфганг фон дер Линден
      • Лилия Боэри

      npj Расчетные материалы (2022)

    • Высокотемпературная сверхпроводимость в гидридах: экспериментальные данные и детали

      • Еремец М. И.
      • Миньков В.С.
      • Баликас Л.

      Журнал сверхпроводимости и нового магнетизма (2022)

    Скачать PDF

    Сверхчувствительные датчики газа h3S на основе гибридных материалов p-типа WS2

    Сверхчувствительный H 2 Датчики газа S на основе p-типа WS 2 Гибридные материалы

    Скачать PDF

    Скачать PDF

    • Исследовательская статья
    • Открытый доступ
    • Опубликовано:
    • Georgies Alene Asres 1 ,
    • José J. Baldoví 2,3 ,
    • Aron Dombovari 1 ,
    • Topias Järvinen 1 ,
    • Gabriela Simone Lorite 1 ,
    • Melinda Mohl 1 ,
    • Андрей Щукарев 4 ,
    • Алехандро Перес Пас 3,5 ,
    • Lede Xian 2,3 ,
    • Jyri-Pekka Mikkola 4,6 ,
    • Anita Lloyd Spetz 1,7 ,
    • Heli Jantunen 1 ,
    • Ángel Rubio 2,3 &
    • …
    • Кристиан Кордас 1  

    Нано исследования том 11 , страницы 4215–4224 (2018)Процитировать эту статью

    • 2948 доступов

    • 63 Цитаты

    • Сведения о показателях

    Abstract

    Ожидается, что наноструктурированные сульфиды металлов благодаря своей более высокой собственной электропроводности и химической стабильности по сравнению с их оксидными аналогами оживят материалы для резистивных химических сенсоров. В данном документе мы исследуем газочувствительные свойства гибридных материалов WS 2 нанопроволока-наночешуйки и демонстрируем их превосходную чувствительность (0,043 ppm -1 ), а также высокую селективность в отношении H 2 S по сравнению с CO, NH 3 , H 2 и NO (с соответствующими чувствительностью 0,002, 0,0074, 0,0002 и 0,0046 частей на миллион -1 соответственно). Измерения газового отклика, дополненные результатами анализа рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и расчетами из первых принципов, основанными на теории функционала плотности, позволяют предположить, что собственных электронных свойств исходного WS 2 недостаточно для объяснения наблюдаемой высокой чувствительности к H. 2 S. Большую роль в этом поведении также играет допирование O в S-позициях WS 2 решетка. Результаты настоящего исследования открывают новые возможности для использования наноматериалов на основе дисульфидов переходных металлов в качестве эффективных альтернатив оксидам металлов в будущих приложениях для управления промышленными процессами, безопасности, охраны здоровья и окружающей среды.

    Скачайте, чтобы прочитать полный текст статьи

    Ссылки

    1. Нери, Г. Первые пятьдесят лет хеморезистивных газовых сенсоров. Хемосенсоры 2015 , 3 , 1–20.

      Артикул Google Scholar

    2. Деван, Р. С.; Патил, Р.А.; Лин, Дж. Х.; Ма, Ю. Р. Одномерные наноструктуры оксидов металлов: последние разработки в области синтеза, характеристик и приложений. Доп. Функц. Матер. 2012 , 22 , 3326–3370.

      Артикул Google Scholar

    3. Короценков Г. Управление газоотдачей путем структурно-химической модификации пленок оксидов металлов: современное состояние и подходы. Активация датчика. Б хим. 2015 , 107 , 209–232.

      Артикул Google Scholar

    4. Пальмизано, В.; Вайднер, Э.; Бун-Бретт, Л.; Бонато, К.; Харскамп, Ф .; Моретто, П.; Пост, МБ; Берджесс, Р .; Ривкин, К.; Баттнер, В. Дж. Селективность и устойчивость к ядам коммерческих датчиков водорода. Междунар. Дж. Водородная энергия 2015 , 40 , 11740–11747.

      Артикул Google Scholar

    5. Моди, А.; Кораткар, Н.; Ласс, Э .; Вэй, Б.К.; Аджаян, П. М. Миниатюрные датчики ионизации газа с использованием углеродных нанотрубок. Природа 2003 , 424 , 171–174.

      Артикул Google Scholar

    6. Уша, С. П.; Мишра, С.К.; Гупта, Б. Д. Волоконно-оптические датчики сероводорода с использованием тонкой пленки ZnO / наночастиц ZnO: сравнение поверхностного плазмонного резонанса и резонанса с потерями. Активация датчика. Б хим. 2015 , 218 , 196–204.

      Артикул Google Scholar

    7. Чен Г.Г.; Паронян, Т. М.; Пигос, Э. М.; Арутюнян, А. Р. Улучшенное определение газа в чистых углеродных нанотрубках при непрерывном освещении ультрафиолетовым светом. Науч. Респ. 2012 , 2 , 343.

      Артикул Google Scholar

    8. Щедин Ф.; Гейм, А.К.; Морозов, С. В.; Хилл, EW; Блейк, П.; Кацнельсон, М.И.; Новоселов К. С. Обнаружение индивидуальных молекул газа, адсорбированных на графене. Нац. Матер. 2007 , 6 , 652–655.

      Артикул Google Scholar

    9. Джаната Дж.; Йосович, М. Проводящие полимеры в электронных химических сенсорах. Нац. Матер. 2003 , 2 , 19–24.

      Артикул Google Scholar

    10. Каннан, П.К.; Поздно, ди-джей; Морган, Х .; Раут, К.С. Последние разработки в области двумерных слоистых неорганических наноматериалов для датчиков. Наномасштаб 2015 , 7 , 13293–13312.

      Артикул Google Scholar

    11. Ли Б.Л.; Ван, JP; Цзоу, HL; Гарадж, С .; Лим, CT; Се, JP; Ли, Н.Б.; Леонг Д.Т. Низкоразмерные датчики на основе наноструктур дихалькогенидов переходных металлов. Доп. Функц. Матер. 2016 , 26 , 7034–7056.

      Артикул Google Scholar

    12. Перкинс, Ф. К.; Фридман, А.Л.; Кобас, Э.; Кэмпбелл, PM; Джерниган, Г.Г.; Йонкер, Б. Т. Определение химических паров с помощью монослоя MoS 2 . Нано Летт. 2013 , 13 , 668–673.

      Артикул Google Scholar

    13. Чо Б.; Хам, М.Г.; Чой, М .; Юн, Дж.; Ким, А. Р.; Ли, Ю.-Дж.; Парк, С.-Г.; Квон, Дж.-Д.; Ким, CS; Сонг, М. и др. Обнаружение газа на основе переноса заряда с использованием атомарного слоя MoS 2 . науч. Респ. 2015 , 5 , 8052.

      Артикул Google Scholar

    14. Поздний, Д. Дж.; Хуанг, Ю.-К.; Лю, Б.; Ачарья, Дж.; Широдкар, С. Н.; Луо, JJ; Ян, А. М.; Чарльз, Д.; Вагмаре, У. В.; Дравид, В.П. и соавт. Чувствительность атомарно-тонкослойных транзисторов MoS 2 . СКД Нано 2013 , 7 , 4879–4891.

      Артикул Google Scholar

    15. Ван, К. Х.; Калантар-Заде, К.; Кис, А .; Коулман, Дж. Н.; Страно М.С. Электроника и оптоэлектроника двумерных дихалькогенидов переходных металлов. Нац. нанотехнологии. 2012 , 7 , 699–712.

      Артикул Google Scholar

    16. Ко, К.Ю.; Песня, Ж.-Г.; Ким, Ю .; Чой, Т .; Шин, С .; Ли, CW; Лук-порей.; Ку, Дж .; Ли, Х .; Ким, Дж. и др. Улучшение газочувствительных характеристик нанолистов дисульфида вольфрама большой площади за счет функционализации поверхности. АКС Нано 2016 , 10 , 9287–9296.

      Артикул Google Scholar

    17. О’Брайен, М.; Лук-порей.; Морриш, Р.; Бернер, Северная Каролина; МакЭвой, Н .; Уолден, Калифорния; Дюсберг, Г.С. Плазменный синтез WS 2 для приложений обнаружения газов. Хим. физ. лат. 2014 , 615 , 6–10.

      Артикул Google Scholar

    18. Чжоу, Си Джей; Ян, WH; Чжу, Х.Л. Механизм переноса заряда и его влияние на закрепление уровня Ферми для молекул газа, адсорбированных на монослое WS 2 . J. Chem. физ. 2015 , 142 , 214704.

      Артикул Google Scholar

    19. Асрес, Джорджия; Домбовари, А .; Сипола, Т .; Пскас, Р .; Куковец, А .; Конья, З .; Попов, А .; Лин, Дж.-Ф.; Лорите, Г.С.; Мол, М. и др. Роман WS 2 гибридный материал нанопроволока-наночешуйки, синтезированный из нанопроволок WO 3 в парах серы. науч. Респ. 2016 , 6 , 25610.

      Артикул Google Scholar

    20. Ма, Дж. М.; Мэй, Л.; Чен, Ю. Дж.; Ли, QH; Ван, TH; Сюй, З . ; Дуань, XC; Zheng, W. J. α-Fe 2 O 3 наноцепи: ионотермический синтез на основе ацетата аммония и сверхчувствительные сенсоры для H 9 с низким содержанием ppm0099 2 С газ. Наномасштаб 2013 , 5 , 895–898.

      Артикул Google Scholar

    21. Ли, З. Дж.; Хуанг, YW; Чжан, Южная Каролина; Чен, В. М.; Куанг, З .; Ао, Д.Ю.; Лю, В .; Fu, Y. Q. Датчик газа с быстрым откликом и восстановлением H 2 S на основе наночастиц α-Fe 2 O 3 с пределом обнаружения на уровне миллиардных долей. Дж. Азар. Матер. 2015 , 300 , 167–174.

      Артикул Google Scholar

    22. Манорама, С.; Деви, Г.С.; Рао, В. Дж. Сенсор сероводорода на основе оксида олова, нанесенного методом распылительного пиролиза и химического осаждения из паровой фазы в микроволновой плазме. Заяв. физ. лат. 1994 , 64 , 3163–3165.

      Артикул Google Scholar

    23. Нир, Дж.; Кнобельспис, С.; Бирер, Б.; Волленштейн, Дж.; Пальцер, С. Новый метод выборочного определения концентрации сероводорода с использованием слоев CuO. Активация датчика. Б Хим 2016 , 222 , 625–631.

      Артикул Google Scholar

    24. Чжан Ф.; Чжу, А. В.; Луо, Ю. П.; Тиан, Ю .; Ян, JH; Цинь, Ю. Нанолисты CuO для чувствительного и селективного определения H 2 S с высокой восстановительной способностью. J. Phys. хим. С 2010 , 114 , 19214–19219.

      Артикул Google Scholar

    25. Ли, Ю. Х.; Луо, В .; Цинь, Н . ; Донг, JP; Вэй, Дж .; Ли, В .; Фэн, С.С.; Чен, JC; Сюй, JQ; Эльзатари, А.А. и соавт. Высокоупорядоченные мезопористые оксиды вольфрама с большим размером пор и кристаллическим каркасом для обнаружения H 2 S. Анжю. хим., межд. Эд. 2014 , 53 , 9035–9040.

      Артикул Google Scholar

    26. Ли, З. Дж.; Ниу, XY; Лин, ZJ; Ван, NN; Шен, HH; Лю, В .; Сан, К.; Фу, YQ; Ван, З. Г. Гидротермально синтезированные нанопроволоки CeO 2 для обнаружения H 2 S при комнатной температуре. Дж. Сплав. Комп. 2016 , 682 , 647–653.

      Артикул Google Scholar

    27. Ли М.; Чжоу, Д. Х.; Чжао, Дж.; Чжэн, ZP; Он, Дж. Г.; Ху, Л.; Ся, З .; Тан, Дж.; Лю, Х. Резистивные датчики газа на основе коллоидных квантовых точек (CQD) для обнаружения сероводорода. Активация датчика. Б хим. 2015 , 217 , 198–201.

      Артикул Google Scholar

    28. Пердью, Дж. П.; Берк, К.; Эрнцерхоф, М. Упрощенное приближение обобщенного градиента. Физ. Преподобный Летт. 1996 , 77 , 3865–3868.

      Артикул Google Scholar

    29. Джанноцци, П.; Барони, С.; Бонини, Н .; Каландра, М.; Машина.; Р.; Каваццони, К.; Черезоли, Д.; Кьяротти, Г.Л.; Кокачони, М.; Дабо, И. и др. QUANTUM ESPRESSO: модульный программный проект с открытым исходным кодом для квантового моделирования материалов. J. Phys. Конденс. Материя 2009 , 21 , 395502.

      Артикул Google Scholar

    30. Grimme, S. Полуэмпирический функционал плотности типа GGA, построенный с поправкой на дальнюю дисперсию. Дж. Вычисл. хим. 2006 , 27 , 1787–1799.

      Артикул Google Scholar

    31. Хартвигсен, К.; Гедекер, С .; Хаттер, Дж. Релятивистские сепарабельные гауссовские псевдопотенциалы в двойном пространстве от H до Rn. Физ. Версия B 1998 , 58 , 3641–3662.

      Артикул Google Scholar

    32. Монкхорст, Х. Дж.; Пак, Дж. Д. Специальные точки для интеграции Бриллюэнзона. Физ. Версия B 1976 , 13 , 5188–5192.

      Артикул Google Scholar

    33. Тан, В.; Санвилл, Э.; Хенкельман, Г. Алгоритм анализа Бейдера на основе сетки без смещения решетки. J. Phys. Конденс. Материя 2009 , 21 , 084204.

      Артикул Google Scholar

    34. Куккола Дж.; Мол, М .; Лейно, А.-Р.; Маклин, Дж.; Халонен, Н .; Щукарев, А; Конья, З .; Янтунен, Х .; Кордас, К. Датчики водорода комнатной температуры на основе металла, декорированного WO 9.0099 3 нанопроволоки. Активация датчика. Б хим. 2013 , 186 , 90–95.

      Артикул Google Scholar

    35. Линартс, О.; Партонс, Б.; Питерс, Ф. М. Адсорбция H 2 O, NH 3 , CO, NO 2 и NO на графене: исследование первых принципов. Физ. Версия B 2008 , 77 , 125416.

      Артикул Google Scholar

    36. Перроцци, Ф.; Эмамджомех, С. М.; Паолуччи, В.; Тальери, Г.; Оттавиано, Л.; Канталини, К. Термическая стабильность хлопьев WS 2 и газочувствительные свойства композита WS 2 /WO 3 с H 2 , NH 3 и NO 2 . Активация датчика. Б хим. 2017 , 243 , 812–822.

      Артикул Google Scholar

    37. Куккола Дж.; Мол, М .; Лейно, А.-Р.; Тот, Г.; Ву, М.-К.; Щукарев, А.; Попов, А .; Миккола, Ж.-П.; Лаури, Дж.; Риихимяки, М. и соавт. Датчики газа, напечатанные струйной печатью: декорированные металлом наночастицы WO 3 и их газочувствительные свойства. Дж. Матер. хим. 2012 , 22 , 17878–17886.

      Артикул Google Scholar

    38. Куккола Дж.; Маклин, Дж.; Халонен, Н .; Киллонен, Т .; Тот, Г.; Сабо, М .; Щукарев, А.; Миккола, Ж.-П.; Янтунен, Х .; Кордас, К. Датчики газа на основе анодного оксида вольфрама. Активация датчика Б хим. 2011 , 153 , 293–300.

      Артикул Google Scholar

    39. Ча, Ж. -Х.; Чой, С.-Дж.; Ю, С .; Ким, И.-Д. 2D WS 2 — многоканальные углеродные нановолокна, функционализированные краями: влияние структуры с обильными краями WS 2 на комнатную температуру NO 2 определение. Дж. Матер. хим. А 2017 , 5 , 8725–8732.

      Артикул Google Scholar

    Скачать ссылки

    Благодарности

    Финансирование получено от программы Bio4Energy, Академии Финляндии (проекты Suplacat и ClintoxNP (№ 268944)), Университета Оулу (исследовательское сообщество More than Moore) и Высшей школы Университета Оулу (Infotech Оулу) признается. Мы признаем поддержку со стороны ЕС (№ ERC-2016-AdG-694097 QSpec-NewMat) и правительство Басков «Grupos Consolidados UPV/EHU» (№ IT578-13). J. J. B. и L. D. X. благодарят ЕС за стипендию Марии Кюри (№ h3020-MSCA-IF-2016-751047 и h3020-MSCA-IF-2015-709382). A. P. P. благодарит постдокторскую стипендию испанской программы «Juan de la Cierva-incorporación» (№ IJCI-2014-20147). Мы также хотели бы поблагодарить Сами Саукко (Центр микроскопии и нанотехнологий Университета Оулу) за помощь в проведении ПЭМ-анализа. ALS признает область стратегических исследований правительства Швеции в области материаловедения функциональных материалов в Университете Линчёпинга (факультетский грант SFO-Mat-LiU № 2009).-00971).

    Информация об авторе

    Авторы и организации

    1. Исследовательский отдел микроэлектроники, Факультет информационных технологий и электротехники, Университет Оулу, P.O. Box 4500, FI-

      Георгис Ален Асрес, Арон Домбовари, Топиас Ярвинен, Габриэла Симоне Лорите, Мелинда Мохл, Анита Ллойд Спец, Хели Янтунен и Кристиан Кордас

      Динамика

    2. Институт проектирования и проектирования им. Материи, Лурупер Шоссе 149, 22761, Гамбург, Германия

      José J. Baldoví, Lede Xian и Ángel Rubio

    3. Группа нано-биоспектроскопии, Европейский центр теоретической спектроскопии (ETSF), Паисский университет, CFM SCIC-UPV/EHU-MPC DIPC , Avenida Tolosa 72, 20018, San Sebastian, Spain

      José J. Baldoví, Alejandro Pérez Paz, Lede Xian и Ángel Rubio

    4. Техническая химия, Химический факультет, Химико-биологический центр, Umeå9 University, SE- Умео, Швеция

      Андрей Щукарев и Юри-Пекка Миккола

    5. Школа химических наук и инженерии, Школа физики и нанотехнологий, Технический университет Ячай, Уркуки, Эквадор

      Алехандро Перес Пас

      6. 3 Химический факультет Химическая инженерия, Центр технологической химии им. Йохана Гадолина, Университет Або Академи, FI-20500, Або-Турку, Финляндия

      Юри-Пекка Миккола

    6. Сенсорные и исполнительные системы, Факультет физики, химии и биологии, Университет Линчёпинга, SE- 58183, Линчёпинг, Швеция

      Anita Lloyd Spetz

    Авторы

    1. Georgies Alene Asres

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    2. José J. Baldoví

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    3. Aron Dombovari

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

    4. Topias Järvinen

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    5. Gabriela Simone Lorite

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    6. Melinda Mohl

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    7. Андрей Щукарев

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    8. Alejandro Pérez Paz

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    9. Lede Xian

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    10. Jyri-Pekka Mikkola

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    11. Anita Lloyd Spetz

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    12. Heli Jantunen

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    13. Анхель Рубио

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    14. Krisztian Kordás

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    Авторы, переписывающиеся

    Переписка с Анхель Рубио или Кристиан Кордас.