Chalkogenid


Chalkogenid
Pyritwürfel im Muttergestein, Pyrit als ein Eisensulfid ist ein typisches Chalkogenid und von Bedeutung z. B. für die Chemische Evolution
Das Mineral Zinnober (Cinnabarit), chemisch: Quecksilbersulfid, gehört zu den Chalkogeniden und wird verwendet als ein Pigment

Chalkogenide sind chemische Verbindungen aus einem oder mehreren Chalkogen-Elementen (Sauerstoff, Schwefel, Selen und Tellur) als formale Anionen mit Metallen oder stärker elektropositiven Elementen (Arsen, Germanium, Phosphor, Antimon, Blei, Bor, Aluminium, Gallium, Indium, Titan, Natrium) als formale Kationen.

Unterteilung

Chalkogenide werden daher unterteilt in Oxide, Sulfide, Selenide und Telluride und bilden je nach Bindungspartner gasförmige (wie zum Beispiel Kohlenstoffdioxid) oder meist feste Stoffe. Als Feststoffe können sie dabei in Abhängigkeit der Elektronegativitätsdifferenz Verbindungen mit ionischem oder kovalentem Charakter bilden. Die Feststoffe treten meist kristallin auf, jedoch können sie auch als amorphe glasartige Materialien hergestellt werden. Formal können sie als Salze der jeweiligen Chalkogenwasserstoffsäure aufgefasst werden (Wasser, Schwefelwasserstoff, Selenwasserstoff und Tellurwasserstoff).

Bedeutung

Eher ionische Chalkogenide wie z. B. Eisensulfide oder Cadmiumsulfid kommen als sulfidische Erze und Mineralien vor und werden z. B. als Pigmente eingesetzt (HgS, Zinnober, CdS, Cadmiumgelb, CdSe, Cadmiumrot, ZnS, Zinksulfid).

Technische Bedeutung haben die eher glasartigen Chalkogenide als

  • Optische Gläser für den Infrarotbereich: Die Gläser sind transparent im Spektralbereich von 1–14 Mikrometer Lichtwellenlänge. (Ge33 As12 Se55, Ge30 As13 Se32 Te25, Ge10 As40 Se50, Ge28 Sb12 Se60, As40 Se60)
  • Beschichtung wiederbeschreibbarer optischer Speichermedien: in Form von Legierungen von Chalkogeniden stellt es das aktive Material bei CD-RWs und DVD-RAMs dar. Dabei wird ausgenutzt, dass sich die optischen Eigenschaften der beiden Phasen (amorph, kristallin) unterscheiden und dass sich stabil per Temperatur (Laser) das Material zwischen beiden Phasen hin und herschalten lässt (siehe auch Phase-Change-Technologie).
  • Resistives Element in elektronischem Speicher Phase Change Random Access Memory: ebenfalls in Form von Legierungen von Chalkogeniden stellt es das aktive Material in diesen neuartigen nichtvolatilen Speichern dar. Dabei wird ausgenutzt, dass sich die elektrischen Eigenschaften (Elektrischer Widerstand) der beiden Phasen (amorph, kristallin) unterscheiden und dass sich stabil per Temperatur (Strompuls) das Material zwischen beiden Phasen hin und herschalten lässt.
  • Fotoresist in der Fotolithografie

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