Sulfure d'europium(II)
Le sulfure d'europium(II) est le composé inorganique de formule EuS. C'est une poudre noire, stable dans l'air. Dans le sulfure d'europium, l'europium possède un degré d'oxydation de +II, alors que les lanthanides présentent un degré d'oxydation typique de +III[2]. Sa température de Curie (Tc) est de 16,6 K. En dessous de cette température, EuS se comporte comme un composé ferromagnétique, et au-dessus il possède de simples propriétés paramagnétiques[3]. EuS est stable jusqu'à 500°C dans l'air ; au-delà il commence à montrer des signes d'oxydation. Dans un environnement inerte, il se décompose à 1470°C[4].
| Sulfure d'europium(II) | |
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| Identification | |
|---|---|
| Nom UICPA | europium(II) sulfide |
| No CAS | |
| No ECHA | 100.031.498 |
| PubChem | |
| SMILES | |
| Apparence | poudre noire |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | EuS |
| Masse molaire[1] | 184,029 ± 0,006 g/mol Eu 82,58 %, S 17,42 %, |
| Susceptibilité magnétique | +25730·10−6 cm3/mol |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 2250°C |
| Cristallographie | |
| Système cristallin | cubique |
| Symbole de Pearson | |
| Classe cristalline ou groupe d’espace | Fm3m, (no 225) |
| Structure type | Halite |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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Structure
modifierEuS cristallise dans le système cristallin cubique à faces centrées (FCC) avec la structure halite. L'europium et le soufre ont tous deux une géométrie de coordination octaédrique avec une coordinence de six[5],[6]. Les liaisons Eu-S mesurent 2,41 Å.
Préparation
modifierDans la préparation de EuS, de l'oxyde d'europium(III) (Eu2O3) en poudre est traité avec du sulfure d'hydrogène (H2S) à 1150°C. Le produit EuS brut est purifié par chauffage à 900°C sous vide pour éliminer le soufre en excès[5],[4]
- Eu2O3 + 3 H2S → 2 EuS + 3 H2O + S
EuS a également été synthétisé à partir du dichlorure d'europium (EuCl2) ; cependant, de tels produits tendent à être contaminés par les chlorures[5].
Recherches
modifierDans les dernières décennies, un intérêt nouveau a été porté dans la synthèse de EuS, ainsi que celle de son analogue oxygéné EuO, à cause de leur potentiel comme matériaux pour fenêtres laser, aimants isolants, semi-conducteurs ferromagnétiques, et comme matériaux magnétorésistants, optomagnétiques et luminescents[4],[3]. EuS a été utilisé dans une expérience mettant en évidence des fermions de Majorana pertinents pour l'informatique quantique et la production de qubits[7].
Références
modifier- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en)C. Housecroft. Inorganic Chemistry. 3rd. Essex, England: Pearson Education Limited, 2008. Print. (ISBN 0-13-175553-6)
- (en) Fei Zhao, Hao-Ling Sun, Gang Su et Song Gao, « Synthesis and Size-Dependent Magnetic Properties of Monodisperse EuS Nanocrystals », Small, Wiley, vol. 2, no 2, , p. 244–248 (ISSN 1613-6810, PMID 17193029, DOI 10.1002/smll.200500294)
- (en) K.P. Ananth, P.J. Gielisse et T.J. Rockett, « Synthesis and characterization of europium sulfide », Materials Research Bulletin, Elsevier BV, vol. 9, no 9, , p. 1167–1171 (ISSN 0025-5408, DOI 10.1016/0025-5408(74)90033-6)
- Archer, R. D. Mitchel, W. N. Inorganic Syntheses, Europium (II) Sulfide. 1967, volume 10, 77-79. DOI 10.1002/9780470132418
- (en) Wells A.F., Structural Inorganic Chemistry. 5th., London, England, Oxford University Press, (ISBN 0-19-855370-6)
- (en) Sujit Manna, Peng Wei, Yingming Xie, Kam Tuen Law, Patrick A. Lee et Jagadeesh S. Moodera, « Signature of a pair of Majorana zero modes in superconducting gold surface states », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 117, no 16, , p. 8775–8782 (ISSN 0027-8424, PMID 32253317, PMCID 7183215, DOI 10.1073/pnas.1919753117, arXiv 1911.03802)
