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Photoinduced Structural Conversions of Transition Metal Chalcogenide Materials

机译：过渡金属硫属化物材料的光诱导结构转化

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The conversions of NiAs-type structures of transition metal chalcogenides (FeS and CoSe) to pyrite-type structures of dichalcogenides (FeS2 and CoSe2, respectively) under irradiation by HeNe laser (wavelength, 632.8 nm; intensity, 6 × 104 W/cm2) have been investigated using Raman spectroscopy. The laser-induced conversions give rise to Raman peaks corresponding to vibrations of S-S or Se-Se bonds of respective pyrite structures. The results are of interest for the characterization and fabrication of pyrite-like structures necessary for applications as oxygen reduction reaction catalysts. Material modifications at the micrometer and submicrometer levels are attainable. The structural conversions are accompanied by self-polymerization of excess chalcogen. Extended laser irradiation (>500 s) in air induces the substitution of chalcogen (S or Se) by oxygen in the chalcogenide materials and the subsequent formation of transition metal (Fe or Co) oxides. Excess chalcogen appears to prevent further oxidation. The article also presents conditions necessary to avoid laser-induced structural changes and oxidation of metal chalcogenide materials during Raman measurements.
机译：在HeNe激光照射下（波长632.8 nm;强度6×104 W / cm2），过渡金属硫属元素化物（FeS和CoSe）的NiAs型结构转变为二硫属元素黄铁矿型结构（FeS2和CoSe2）。已经使用拉曼光谱法进行了研究。激光诱导的转换产生对应于相应黄铁矿结构的S-S或Se-Se键振动的拉曼峰。该结果对于表征和制备用作氧还原反应催化剂所必需的黄铁矿状结构是有意义的。可以在微米和亚微米级别进行材料修改。结构转化伴随着过量硫族元素的自聚合。空气中的长时间激光照射（> 500 s）引起硫族化物材料中的氧替代硫族元素（S或Se），并随后形成过渡金属（Fe或Co）氧化物。过量的硫属元素似乎阻止了进一步的氧化。本文还提出了在拉曼测量过程中避免激光引起的结构变化和金属硫属化物材料氧化的必要条件。

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