Hexaborure de cérium
| Hexaborure de cérium | |
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| __ Ce3+ __ B | |
| Identification | |
|---|---|
| Nom UICPA | borure de cérium, ceBIX, CEBIX |
| No CAS | |
| No ECHA | 100.031.375 |
| No CE | 234-526-9 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | CeB6 |
| Masse molaire[1] | 204,982 ± 0,043 g/mol B 31,64 %, Ce 68,36 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 2 552 °C |
| Cristallographie | |
| Système cristallin | Cubique |
| Classe cristalline ou groupe d’espace | Pm3m (no 221) |
| Notation Schönflies | Oh |
| Composés apparentés | |
| Autres cations | Hexaborure de calcium, Hexaborure de strontium, Hexaborure de baryum, Hexaborure d'yttrium, Hexaborure de lanthane, Hexaborure de samarium, Hexaborure d'erbium |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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L'hexaborure de cérium (CeB6) aussi appelé simplement borure de cérium, CeBix ou CEBIX, est un composé inorganique, le borure du cérium. C'est un matériau céramique réfractaire. Il possède un faible travail de sortie, l'une des plus grandes émissivités d'électrons connues et est stable dans le vide. La principale application de l'hexaborure de cérium est le revêtement de cathodes chaudes, ou l’utilisation directe de ses cristaux comme cathode chaude. Elles opèrent en général à une température de 1 450 °C.
L'hexaborure de cérium est relativement proche en termes de propriétés de l'hexaborure de lanthane. Tous deux ont des faibles travaux de sortie, d'environ 2,5 eV et sont donc utilisés comme cathodes chaudes à haute intensité. Ils sont aussi assez résistants à l'empoisonnement cathodique. Les cathodes d'hexaborure de cérium ont un taux d'évaporation moins élevé à 1 700 K que celles en hexaborure de lanthane, mais ces taux deviennent à peu près égaux au-dessus de 1 850 K[2]. Les cathodes d'hexaborure de cérium ont aussi une durée de vie une fois et demi plus grandes que celles en hexaborure de lanthane car elles ont une meilleure résistance à la contamination au carbone. Il a cependant été rapporté que les dépôts de borure de cérium (redéposés après évaporation depuis la cathode) sont plus difficiles à éliminer[2].
Les cathodes d'hexaborure sont environ dix fois plus « brillantes » que celles en tungstène et ont une durée de vie 10 à 15 fois plus longue. Parmi les applications et appareils utilisant de telles cathodes, on trouve la microscopie électronique, les tubes à micro-ondes, la lithographie à faisceau d'électrons, le soudage par faisceau d'électrons, les tubes à rayons X et les lasers à électrons libres.
Le hexaborure de cérium est également étudié pour son utilisation dans les dispositifs de détection de rayonnement en raison de son efficacité à détecter le rayonnement photonique[3],[4].Des recherches indiquent qu'une configuration de capteur à trois couches, incorporant du CeB₆, peut surpasser les conceptions à couche unique en termes de résolution énergétique et de taux de comptage[5].
Le hexaborure de cérium, comme le hexaborure de lanthane, s'évapore lentement pendant le fonctionnement de la cathode. Dans des conditions où les cathodes en CeB₆ fonctionnent en dessous de 1850 K, le CeB₆ devrait conserver sa forme optimale plus longtemps et donc avoir une durée de vie plus longue. Bien que ce processus soit environ 30 % plus lent qu'avec le borure de lanthane, les dépôts de borure de cérium sont réputés plus difficiles à éliminer.
Les composés de fermions lourds du cérium (Ce) ont attiré beaucoup d'attention car ils présentent une variété de propriétés macroscopiques inhabituelles et intéressantes. L'intérêt s'est notamment porté sur l'occupation de la bande étroite des électrons 4f[6], et sur le rôle de l'hybridation avec les états de la bande de conduction qui affecte fortement les propriétés physiques.
Notes et références
[modifier | modifier le code]- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Cerium hexaboride » (voir la liste des auteurs).
- ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- 1 2 « Comparing Lanthanum Hexaboride (LaB6) and Cerium Hexaboride (CeB6) Cathodes » (consulté le )
- ↑ (en) « Cerium Hexaboride (CeB6) Ceramics », sur www.preciseceramic.com (consulté le )
- ↑ (en) A. S. Kuzanyan, A. A. Kuzanyan, V. N. Gurin et M. P. Volkov, « High-Efficiency Thermoelectric Single-Photon Detector Based on Lanthanum and Cerium Hexaborides », Semiconductors, vol. 53, no 5, , p. 682–685 (ISSN 1063-7826 et 1090-6479, DOI 10.1134/S1063782619050130, lire en ligne, consulté le )
- ↑ (en) A. S. Kuzanyan, A. A. Kuzanyan, V. R. Nikoghosyan et V. N. Gurin, « Prospects of using rare-earth hexaborides in thermoelectric single-photon detectors », Semiconductors, vol. 51, no 7, , p. 870–873 (ISSN 1090-6479, DOI 10.1134/S1063782617070235, lire en ligne, consulté le )
- ↑ (en) M. Magnuson, S. M. Butorin, J.-H. Guo et A. Agui, « Electronic-structure investigation of CeB 6 by means of soft-x-ray scattering », Physical Review B, vol. 63, no 7, (ISSN 0163-1829 et 1095-3795, DOI 10.1103/PhysRevB.63.075101, lire en ligne, consulté le )
