Zn0 的基本物理性質

     ZnO晶體有三種結構:六方纖鋅礦結構、立方閃鋅礦結構，以及比較罕見的立方巖鹽結構，如圖2-2所示。六方纖鋅礦結構在三者中穩(wěn)定性最高，因而最常見。立方閃鋅礦結構可由逐漸在表面生成氧化鋅的方式獲得。在六方纖鋅礦結構和立方閃鋅礦結構中，每個鋅或氧原子都與相鄰原子組成以其為中心的正四面體結構。立方巖鹽結構則只曾在1X10MPa的高壓條件下被觀察到。六方纖鋅礦結構、立方閃鋅礦結構均有中心對稱性,但沒有軸對稱性,晶體的對稱性質使得六方纖鋅礦結構具有壓電效應和焦熱點效應,立方閃鋅礦結構具有壓電效應。六方纖鋅礦結構的點群為6mm，空間群是P6,mc，晶格常量中，a=3.25 A,c=5.2 ，c/a 比率約為 1.60，接近 1.633 的理想六邊形比例。表 2-1給出了六方纖鋅礦 ZnO 的基本物理參數。在半導體材料中，鋅、氧多以離子鍵結合是其壓電性高的原因之一。氧化鋅的莫氏硬度約為 4.5，是一種相對較軟的材料。氧化鋅的彈性常數比氮化鎵等Ⅲ-V族半導體材料小。氧化鋅的熱穩(wěn)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為重要的機械電耦合材料之一。在室溫下，氧化鋅的禁帶寬度約為 3.37eV，因此，純凈的氧化鋅是白色的，且高禁帶寬度使化鋅具有擊穿電壓高、維持電場能力強、電子噪聲小、可承受功率高等優(yōu)點。氧化鋅是典型的直接帶隙寬禁帶半導體材料，室溫下自由激發(fā)束縛能為 60meV，遠高于室溫的熱離化能，它的禁帶寬度對應光譜中的紫外波段，是理想的紫外光電材料。六方纖鋅礦ZnO的能帶結構如圖 2-3 所示。

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