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氧化鋅物理性質

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  氧化锌晶体有三种结构:六边纤锌矿结构、立方闪锌矿结构,以及比较罕见的氯化钠式八面体结构。纤锌矿结构在三者中稳定性最高,因而最常见。立方闪锌矿结构可由逐渐在表面生成氧化锌的方式获得。在两种晶体中,每个锌或氧原子都与相邻原子组成以其为中心的正四面体结构。 八面体结构则只曾在100亿帕斯卡的高压条件下被观察到。
  纖鋅礦結構、閃鋅礦結構有中心對稱性,但都沒有軸對稱性。晶體的對稱性質使得纖鋅礦結構具有壓電效應和焦熱點效應,閃鋅礦結構具有壓電效應。
  纤锌矿结构的点群为6mm(国际符号表示),空间群是P63mc。晶格常量中,a = 3.25 埃,c = 5.2 埃;c/a比率约为1.60,接近1.633的理想六边形比例。在半导体材料中,锌、氧多以离子键结合,是其压电性高的原因之一。
  氧化鋅的硬度約爲4.5,是一種相對較軟的材料。氧化鋅的彈性常數比氮化镓等III-V族族半導體材料要小。氧化鋅的熱穩定性和熱傳導性較好,而且沸點高,熱膨脹系數低,在陶瓷材料領域有用武之地。
在各種具有四面體結構的半導體材料中,氧化鋅有著最高的壓電張量。該特性使得氧化鋅成爲機械電耦合重要的材料之一。
在室温下,氧化锌的能带隙约为3.3 eV,因此,纯净的氧化锌是无色透明的。高能带隙为氧化锌带来击穿电压高、维持电场能力强、电子噪声小、可承受功率高等优点。氧化锌混入一定比例的氧化镁或氧化镉,会使能带隙在3-4 eV之间变化。
  即使沒有摻入任何其它物質,氧化鋅具有N型半導體的特征。N型半導體特征曾被認爲與化合物原子的非整比性有關,而對純淨氧化鋅的研究則成爲一個反例。使用鋁、镓、铟等第III主族元素或氯、碘等鹵素可以調節其N型半導體性能。而要將氧化鋅制成P型半導體則存在一定的難度。可用的添加劑包括锂、鈉、鉀等堿金屬元素,氮、磷、砷等第V主族元素,銅、銀等金屬,但都需要在特殊條件下才具有效用。

氧化鋅物理性質 2018-7-3 本文被阅读 1852 次

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