氧化锌(ZnO)是一致熔融化合物,熔点为1975℃。由于高温下氧化锌(ZnO)的挥发性很强,传统的提拉法等熔体生长工艺很难获得氧化锌(ZnO)晶体体单晶。目前,氧化锌(ZnO)晶体体单晶的生长方法主要有缓慢冷却法、水热法和气相生长法。氧化锌(ZnO)单晶是具有六方晶系纤锌矿型化合物的晶体结构的半导体,其可直接跃 迁,禁带宽度(Eg 3. 37eV)大。此外,与其它半导体材料(GaN :21meV、ZnSe :20meV)相比, 其激子结合能(ZnO :60meV)非常大,因此,可期待将其用作的发光器件材料。
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)单晶是具有六方晶系纤锌矿型化合物的晶体结构的半导体,其可直接跃 迁,禁带宽度(Eg 3. 37eV)大。此外,与其它半导体材料(GaN :21meV、ZnSe :20meV)相比, 其激子结合能(ZnO :60meV)非常大,因此,可期待将其用作的发光器件材料。
众所周知氧化锌(ZnO)作为宽禁带半导体材料,具有纤锌矿结构,在室温下具有较强的激光发射性能,在光学、电学、磁学、催化以及传感器等方面具有广阔的应用前景,特殊形貌的氧化锌在上述诸多方面的优异性能正在被开发,为此,各种形貌氧化锌晶体的可控制备研究引起了人们的广泛兴趣。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。
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***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)。
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