基于氧化锌(ZnO)的紫外激光器的实现掀起了对于传统的纤锌矿结构的半导体氧化锌(ZnO)材料的新的研究热潮.氧化锌(ZnO)以其优良的综合性能将成为下一代光电子材料,因此对氧化锌(ZnO)单晶的研究有重要的理论和实践意义.目前生长氧化锌(ZnO)的方法有助熔剂法、水热法、气相法和坩埚下降法等等,但所生长的氧化锌(ZnO)单晶的尺寸和质量都有待于提高.氧化锌(ZnO)晶体
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基于氧化锌(ZnO)的紫外激光器的实现掀起了对于传统的纤锌矿结构的半导体氧化锌(ZnO)材料的新的研究热潮.氧化锌(ZnO)以其优良的综合性能将成为下一代光电子材料,因此对氧化锌(ZnO)单晶的研究有重要的理论和实践意义.目前生长氧化锌(ZnO)的方法有助熔剂法、水热法、气相法和坩埚下降法等等,但所生长的氧化锌(ZnO)单晶的尺寸和质量都有待于提高.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)的带边发射在紫外区,非常适宜作为白光LED的激发光源材料,凸显了氧化锌(ZnO)在半导体照明工程中的重要地位,并且与SiC、GaN等其它的宽带隙材料相比,氧化锌(ZnO)具有资源丰富、价格低廉、高的化学和热稳定性,更好的抗辐照损伤能力,适合做长寿命器件等多方面的优势。此外,氧化锌(ZnO)与GaN的物理性能非常接近,其晶格失配度很小,是GaN晶体生长zui理想的衬底材料。
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。目前,生长氧化锌(ZnO)单晶体的方法有CvT、助熔剂法、溶液法和水热法。采用水热法已经生长出2~3英寸的ZnO晶体,这证明水热法是一种生长高质量、大尺寸ZnO单晶体的zui有效的方法。
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)与GaN的物理性能非常接近,其晶格失配度很小,是GaN晶体生长zui理想的衬底材料。
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