氧化锌(ZnO)单晶是具有半导体、发光、压电、电光等多种用途的功能晶体材料。不仅可用于制作紫外光电器件,也是高性1能的移动通讯基片材料和优1秀的闪烁材料;此外,氧化锌(ZnO)与GaN的晶格失配度特别小,是GaN外延生长zui理想的衬底材料。常见的氧化锌(ZnO)属六方晶系,纤锌矿结构,点群为6mm,空间群为P6mc,z=2,a=0.32488mm,c=0.51969m
氧化锌晶体单晶衬底
氧化锌(ZnO)单晶是具有半导体、发光、压电、电光等多种用途的功能晶体材料。不仅可用于制作紫外光电器件,也是高性1能的移动通讯基片材料和优1秀的闪烁材料;此外,氧化锌(ZnO)与GaN的晶格失配度特别小,是GaN外延生长zui理想的衬底材料。常见的氧化锌(ZnO)属六方晶系,纤锌矿结构,点群为6mm,空间群为P6mc,z=2,a=0.32488mm,c=0.51969mm。znO晶体中,Z离子和O离子沿c轴交替堆积,(O001)面终结于正电荷Z离子,(0001)面终结于负电荷O离子,因此,氧化锌(ZnO)单晶具有极性。
氧化锌(ZnO)晶体作为新一代宽禁带、直接带隙的多功能IBⅥA族半导体材料,具有优良的光电、导电、压电、气敏、压敏等特性。氧化锌(ZnO)晶体主要性能参数:晶体结构:六方;晶格常数:a=3.252A c=5.313 A;密度:5.7(g/cm3);硬度:4(mohs);熔点:1975℃;热膨胀系数:6.5 x 10-6 /℃//a 3.7 x 10-6 /℃//c;热 容:0.125 cal /g.m;热电常数:1200 mv/k @ 300 ℃;热 导:0.006 cal/cm/k。
氧化锌(ZnO)晶体具有四种晶体结构,闪锌矿结构(与金刚石类似,可看成氧原子FCC排列,4个锌原子占据金刚石中晶胞内四个碳原子的位置);NaC结构;CsCl结构(氧原子简单立方排列,锌原子占据体心位置);纤锌矿结构(六方结构,氧原子层和锌原子层呈六方紧密排列)。氧化锌(ZnO)晶体在1975℃同成分熔化,在较高的温度下非常不稳定,不容易由熔体直接生长。目前主要是在尽可能低的温度下用化学气相输运法、水热法和助熔剂法生长。
氧化锌(ZnO)晶体随着环境条件的改变形成不同结构的晶体。ZnO晶体中的化学键既有离子键的成分,又有共价键的成分,两种成分的含量差不多,因而使得ZnO晶体中的化学键没有离子晶体那么强,导致其在一定的外界条件下更容易发生晶体结构上的改变。氧化锌(ZnO)半导体室温带隙为3.37eV,且束缚激子能高达60MeV,使其在紫外半导体光电器件方面具有很大潜在应用价值。诱人的应用前景和制备难度使得ZnO晶体的生长技术成为材料研究的热点。
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