セレン化インジウム（In2Se3）

セレン化インジウム（Indium(III) selenide、In₂Se₃）は、インジウム（In）とセレン（Se）からなる半導体化合物です。

💎 特徴と構造

In₂Se₃は、その組成比からわかるように、インジウムとセレンが2:3の比率で結合した化合物です。

• 多形（ポリモルフィズム）: 異なる温度や圧力の条件下で、In₂Se₃には**アルファ（α）、ベータ（β）、ガンマ（γ）**などの複数の結晶構造（多形）が存在することが知られています。

• 層状構造: 最も一般的なα相やβ相は、層状構造を持っています。これは、層内では強い化学結合（共有結合）で結びついていますが、層間はファンデルワールス力のような比較的弱い力で結合していることを意味します。このため、結晶は劈開（へきかい）面に沿って容易に剥がれ、二次元材料として利用できる薄膜（ナノシート）を作製できます。

• バンドギャップ: 半導体であり、バンドギャップエネルギーはおよそ**1.2 ～ 3.0 eV**の範囲で、多形や厚さによって変化します。

⚡ 応用分野

In₂Se₃の持つ独自の電気的・光学的特性、特にその多形と二次元化の可能性から、次世代の電子デバイス材料として注目されています。

• 光電子デバイス: 優れた光応答性（光吸収と光感度）を持ち、太陽電池や**光検出器（フォトディテクタ）**への応用が研究されています。

• 不揮発性メモリ:

  • 相変化メモリ（Phase-Change Memory, PRAM）: 結晶相（低抵抗）と非晶質相（高抵抗）の間で相変化を起こす性質を利用したメモリ材料として有望視されています。

  • 強誘電体（Ferroelectrics）: 特にα-In₂Se₃やβ-In₂Se₃などの相において、室温での強誘電性を示すことが発見されており、低消費電力で高密度な不揮発性メモリへの応用が期待されています。

• スピントロニクス: 磁気ドーピング（Mnなどの添加）により、室温でのスピンエレクトロニクスへの応用も研究されています。

In₂Se₃のどの多形を利用するかによって、電気特性や応用分野が大きく異なります。