Thermoresistive properties of (Copper, Neodymium) Acetylacetonate

Abstract

A new material tetrakis-µ3-(methoxo) (methanol)-pentakis(acetylacetonate) (tricuprum (II), neodymium (III)) methanol (I) was synthesized as [Cu3Nd(AA)5(OCH3)4CH3OH] CH3OH, where HAA = H3C–C(O)–CH2–C(O)– CH3. Based on the data of elemental analysis and physical-chemical research methods, it was found that the obtained coordination complex (I) contains atoms of Copper (II) and Neodymium (III) in the ratio Cu:Nd = 3:1, and its composition corresponds to the gross formula: Cu3NdО16C31Н55. The measurement of electrical conductivity of the obtained material was performed in the compressed form. For the coordination complex (I), the number of valence electrons in one molecule was calculated to be 270; the mass of one molecule was calculated to be 163.65 ∙ 10−20 𝑘𝑔; the total number of molecules in the volume of a cylindrical sample weighing 0.125 g and having volume of 17.74∙10-9 m3 was calculated to be 7.638 ∙ 1013 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐; and the total number of valence electrons as 20.6232 ∙ 1015. In the temperature range of 303 – 423 K, the specific resistance of the compressed sample decreases from 2∙1012 to 5∙104 Ohm∙cm, which confirms that the isolated compound is a semiconductor with a band gap of 1.6125 еВ. The electrical conductivity properties of the coordination complex as a thermosensitive element were studied; for this purpose we used an experimental sample of compressed material with geometric dimensions of 1·10-3 m×0.5·10-3 m×0.5·10-3 m.

Cинтезовано новий матеріал тетракіс-µ3-(метоксо) (метанол)-пентакіс (ацетилацетонато) (трикупрум (ІІ), неодим(ІІІ)) метанол (І), такого складу: [Cu3Nd(AA)5(OCH3)4CH3OH] ∙ CH3OH, де HAA = H3C–C(O)–CH2– C(O)–CH3. На основі даних елементного аналізу та фізико-хімічних методів дослідження встановлено, що отримана комплкексна сполука (І) містить атоми Купруму(ІІ) та Неодиму(ІІІ) у співвідношенні Cu:Nd = 3:1, а її склад відповідає брутто-формулі: Cu3NdО16C31Н55. Вимірювання електропровідності отриманого матеріалу проводили в пресованому вигляді. Для комплексної сполуки (І) розраховано кількість валентних електронів в одній молекулі – 270; масу однієї молекули - 163,65 ∙ 10−20 кг,; загальну кількість молекул в об’ємі циліндричного зразка масою 0,125 г та об’ємом 17,74∙10-9 м3 - 7,638 ∙ 1013 молек.; загальну кількість валентних електронів - 20,6232 ∙ 1015. В інтервалі температур 303 – 423 К питомий опір пресованого зразка зменшується від 2∙1012 до 5∙104 Ом∙см, це підтверджує, що виділена сполука є напівпровідником, з шириною забороненої зони 1,6125 еВ. Досліджено електропровідні властивості комплексної сполуки, як термочутливого елементу, для цього використовували експериментальний зразок спресованого матеріалу з геометричними розмірами 1·10-3 м×0,5·10-3 м×0,5·10-3 м.