Halogénure de méthylammonium

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Poudre d'iodure de méthylammonium CH3NH3I[1].

Les halogénures de méthylammonium sont des composés organiques de formule générale CH3NH3X, où X est un anion halogénure tel que chlorure Cl−, bromure Br− et iodure I−, correspondant respectivement au chlorure de méthylammonium CH3NH3Cl, au bromure de méthylammonium CH3NH3Br et à l'iodure de méthylammonium CH3NH3I. Ils se présentent sous la forme de substances blanches ou faiblement teintées et sont utilisés essentiellement pour l'obtention de semiconducteurs absorbant la lumière, tels que les halogénures de plomb méthylammonium, destinés à la production de cellules photovoltaïques à pérovskite[2]. L'iodure est le plus couramment employé des trois, mais il peut être mélangé avec les deux autres halogénures pour moduler leur absorption, leur conductivité et leur bande interdite. Le dopage avec des ions magnétiques tels que le cation de manganèse Mn2+ permet également d'envisager des applications de stockage magnéto-optique de données[3].

Ces composés sont généralement préparés en faisant réagir des quantités équimolaires de méthylamine CH3NH2 avec l'halogénure d'hydrogène approprié. L'iodure de méthylammonium est ainsi préparé en faisant réagir de la méthylamine avec de l'iodure d'hydrogène à 0 °C pendant 120 minutes, avant une évaporation à 60 °C jusqu'à obtention des cristaux souhaités[4] :

CH3NH2 + HI ⟶ CH3NH3I.

La cristallographie de ces composés a été intensément étudiée, dès 1928[5] ; le chlorure de méthylammonium a été étudié en 1946[6] et le bromure en 1961[7].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ (en) Yangyang Dang, Yang Liu, Youxuan Sun, Dongsheng Yuan, Xiaolong Liu, Weiqun Lu, Guangfeng Liu, Haibing Xia et Xutang Tao, « Bulk crystal growth of hybrid perovskite material CH3NH3PbI3 », CrystEngComm, vol. 17, no 3,‎ , p. 665-670 (DOI 10.1039/c4ce02106a, lire en ligne)
  2. ↑ (en) Hangqian Li, Shibin Li, Yafei Wang, Hojjatollah Sarvari, Peng Zhang, Meijuan Wang et Zhi Chen, « A modified sequential deposition method for fabrication of perovskite solar cells », Solar Energy, vol. 126,‎ , p. 243-251 (DOI 10.1016/j.solener.2015.12.045, Bibcode 2016SoEn..126..243L, lire en ligne)
  3. ↑ (en) B. Náfrádi, P. Szirmai, M. Spina, H. Lee, O. V. Yazyev, A. Arakcheeva, D. Chernyshov, M. Gibert, L. Forró et E. Horváth, « Optically switched magnetism in photovoltaic perovskite CH3NH3(Mn:Pb)I3 », Nature Communications, vol. 7,‎ , article no 13406 (PMID 27882917, PMCID 5123013, DOI 10.1038/ncomms13406, Bibcode 2016NatCo...713406N, arXiv 1611.08205, lire en ligne)
  4. ↑ (en) Jianhang Qiu, Yongcai Qiu, Keyou Yan, Min Zhong, Cheng Mu, He Yan et Shihe Yang, « All-solid-state hybrid solar cells based on a new organometal halide perovskite sensitizer and one-dimensional TiO2nanowire arrays », Nanoscale, vol. 5, no 8,‎ , p. 3245-3248 (PMID 23508213, DOI 10.1039/c3nr00218g, Bibcode 2013Nanos...5.3245Q, lire en ligne)
  5. ↑ (en) Sterling B. Hendricks, « V. The crystal structures of the monomethyl ammonium halides », Zeitschrift für Kristallographie-Crystalline Materials, vol. 67, nos 1-6,‎ , p. 106-118 (DOI 10.1524/zkri.1928.67.1.106, lire en ligne)
  6. ↑ (en) Edward W. Hughes et William N. Lipscomb, « The Crystal Structure of Methylammonium Chloride », Journal of the American Chemical Society, vol. 68, no 10,‎ , p. 1970-1975 (DOI 10.1021/ja01214a029, lire en ligne)
  7. ↑ (en) E. J. Gabe, « The crystal structure of methylammonium bromide », Acta Crystallographica, vol. 14, no 12,‎ , p. 1296 (DOI 10.1107/S0365110X6100382X, lire en ligne)
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