Oxyde d'europium(II)
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| Oxyde d'europium(II) | |
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| Structure de l'oxyde d'europium(II) | |
| Identification | |
|---|---|
| Nom UICPA | Europium(II) oxide |
| Synonymes |
Monoxyde d'europium |
| No CAS | |
| No ECHA | 100.031.497 |
| No CE | 234-660-8 |
| PubChem | |
| SMILES | |
| InChI | |
| Apparence | Cristaux violets[1] |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | EuO |
| Masse molaire[2] | 167,963 ± 0,001 g/mol Eu 90,47 %, O 9,53 %, |
| 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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L'oxyde d'europium(II), de formule EuO, est l'oxyde d'europium dans lequel l'europium est au nombre d'oxydation II.
Préparation
[modifier | modifier le code]L'oxyde d'europium(II) peut être préparé par réduction de l'oxyde d'europium(III) par l'europium élémentaire à 800°C suivi d'une distillation sous vide à 1150°C[3] :
- Eu2O3 + Eu → 3 EuO
Il est également possible de le synthétiser par la réaction de oxychlorure d'europium et de l'hydrure de lithium[4] :
- 2 EuOCl + 2 LiH → 2 EuO + 2 LiCl + H2
En recherche moderne, des films minces peuvent être fabriqués par épitaxie par jet moléculaire directement à partir d'atomes d'europium et de molécules d'oxygène. Ces films ont une contamination en Eu3+ inférieure à 1 %[5],[6].
Propriétés
[modifier | modifier le code]L'oxyde d'europium(II) est un composé violet sous forme de cristal massif et bleu transparent sous forme de film mince. Il est instable en atmosphère humide, se transformant lentement en hydrate d'hydroxyde d'europium(II) jaune puis en hydroxyde d'europium(III)[4] blanc. EuO cristallise dans une structure cubique NaCl avec un paramètre de maille a = 0,5144 nm. Le composé est souvent non-stœchiométrique, contenant jusqu'à 4% d'Eu3+ et de faibles quantités d'europium élémentaire[7]. Cependant, depuis 2008 des films cristallins d'EuO de haute pureté peuvent être préparés dans des conditions d'ultra-vide. Ces films ont des tailles de cristallite d'environ 4 nm.
L'oxyde d'europium(II) est ferromagnétique avec une température de Curie de 69,3 K. Avec l'ajout d'environ 5-7 % d'europium élémentaire, celle-ci monte à 79 K[3]. Il présente également une magnétorésistance colossale, avec un accroissement très important de la conductivité en-dessous de la température de Curie. Une autre façon d'augmenter la température de Curie est le dopage avec du gadolinium, de l'holmium ou du lanthane[7].
L'oxyde d'europium(II) est un semi-conducteur avec une largeur de bande interdite de 1,12 eV[7].
Applications
[modifier | modifier le code]A cause des propriétés de l'oxyde d'europium(II), de fines couches d'oxyde déposées sur du silicium sont envisagées pour fabriquer des filtres de spin. Les matériaux pour filtre de spin (en) permettant seulement aux électrons d'un certain spin de passer, les électrons de spin opposé étant bloqués[8].
Références
[modifier | modifier le code]- (en) Ian McGill, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim, Germany, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, (ISBN 3527306730, DOI 10.1002/14356007.a22_607), « Rare Earth Elements »
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) M. W. Shafer, « Preparation and Crystal Chemistry of Divalent Europium Compounds », Journal of Applied Physics, AIP Publishing, vol. 36, no 3, , p. 1145–1152 (ISSN 0021-8979, DOI 10.1063/1.1714142, Bibcode 1965JAP....36.1145S)
- (de) Marianne Baudler, Handbuch der präparativen anorganischen Chemie, Stuttgart, Enke, (ISBN 3-432-87813-3, OCLC 310719490), p. 1092
- (en) R. Sutarto, S. G. Altendorf, B. Coloru, M. Moretti Sala, T. Haupricht, C. F. Chang, Z. Hu, C. Schüßler-Langeheine, N. Hollmann, H. Kierspel, H. H. Hsieh, H.-J. Lin, C. T. Chen et L. H. Tjeng, « Epitaxial and layer-by-layer growth of EuO thin films on yttria-stabilized cubic zirconia (001) using MBE distillation », Physical Review B, vol. 79, no 20, , p. 205318 (ISSN 1098-0121, DOI 10.1103/physrevb.79.205318, Bibcode 2009PhRvB..79t5318S, arXiv 0902.0330, S2CID 97016104)
- (en) S. G. Altendorf, A. Efimenko, V. Oliana, H. Kierspel, A. D. Rata et L. H. Tjeng, « Oxygen off-stoichiometry and phase separation in EuO thin films », Physical Review B, American Physical Society (APS), vol. 84, no 15, , p. 155442 (ISSN 1098-0121, DOI 10.1103/physrevb.84.155442, Bibcode 2011PhRvB..84o5442A)
- (en) Tiffany S. Santos, Europium oxide as a perfect electron spin filter (thesis), Massachusetts Institute of Technology, (hdl 1721.1/39538, lire en ligne)
- (en) C. Caspers, M. Müller, A. X. Gray, A. M. Kaiser, A. Gloskovskii, C. S. Fadley, W. Drube et C. M. Schneider, « Electronic structure of EuO spin filter tunnel contacts directly on silicon », Physica Status Solidi RRL, Wiley, vol. 5, no 12, , p. 441–443 (ISSN 1862-6254, DOI 10.1002/pssr.201105403, Bibcode 2011PSSRR...5..441C, S2CID 22764388, lire en ligne)
