Disulfure d'hafnium

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Nom UICPAbis(sulfanylidène)hafnium
Nom systématiquesulfure d'hafnium(IV)
Disulfure d'hafnium
Image illustrative de l’article Disulfure d'hafnium
Structure cristalline du disulfure d'hafnium
Identification
Nom UICPA bis(sulfanylidène)hafnium
Nom systématique sulfure d'hafnium(IV)
No CAS 18855-94-2
No ECHA 100.038.738
No CE 242-629-5
PubChem 87830
SMILES
InChI
Apparence solide cristallisé brun-pourpre[1]
Propriétés chimiques
Formule HfS2
Masse molaire[2] 242,62 ± 0,03 g/mol
Hf 73,57 %, S 26,43 %,
Propriétés physiques
Masse volumique 6,03 g/cm3[3]
Propriétés électroniques
Largeur de bande interdite ~ 1,8 eV[4] (gap indirect)
Cristallographie
Système cristallin trigonal
Symbole de Pearson
Classe cristalline ou groupe d’espace P3m1 (no 164) [5]
Notation Schönflies D3d
Paramètres de maille a = 363 pm, c = 584 pm, Z = 1
Précautions
SGH[1]
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Attention
H315, H319, H335, P101, P102, P103, P262, P280, P304+P340, P305+P351+P338, P403+P233 et P501

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le disulfure d'hafnium, ou sulfure d'hafnium(IV), est un dichalcogénure inorganique semiconducteur[6] de formule chimique HfS2. Il se présente sous la forme d'un solide brun-pourpre cristallisé dans le système trigonal avec le groupe d'espace P3m1 (no 164)[7]. Souvent décrite comme rhomboédrique, sa structure cristalline en feuillets est constituée de couches d'hafnium prises en sandwich entre deux couches de soufre en coordination octaédrique. La liaison entre les atomes d'hafnium et de soufre est forte tandis que celle entre atomes de soufre liant les feuillets est faible, ce qui donne au matériau massif des propriétés lubrifiantes semblables à celles du disulfure de molybdène MoS2. Il peut être obtenu en faisant réagir de l'oxyde d'hafnium(IV) HfO2 avec du disulfure de carbone CS2 à une température de 1 300 à 1 400 °C[8] :

HfO2 + CS2HfS2 + CO2.

Quelques couches atomiques de ce matériau peuvent être exfoliées par ruban adhésif, comme avec le graphène, et utilisées pour produire des transistors à effet de champ[9]. On a également pu obtenir des rendements élevés de disulfure d'hafnium par exfoliation en phase liquide de paillettes stables formées de quelques couches atomiques de HfS2[10]. Une monocouche atomique de disulfure d'hafnium aurait théoriquement une largeur de bande interdite de 1,2 eV et une mobilité électronique de 1 800 cm2/(V·s)[6].

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