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氧化鋅(ZnO)晶體隨著環(huán)境條件的改變形成不同結(jié)構(gòu)的晶體。ZnO晶體中的化學(xué)鍵既有離子鍵的成分,又有共價鍵的成分,兩種成分的含量差不多,因而使得ZnO晶體中的化學(xué)鍵沒有離子晶體那么強,導(dǎo)致其在一定的外界條件下更容易發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)上的改變。氧化鋅(ZnO)單晶是具有六方晶系纖鋅礦型化合物的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體,其可直接躍 遷,禁帶寬度(Eg 3. 37eV)大。此外,與其它半導(dǎo)體材料(GaN :21meV、ZnSe :20meV)相比, 其激子結(jié)合能(ZnO :60meV)非常大,因此,可期待將其用作的發(fā)光器件材料。
氧化鋅(ZnO)晶體具有四種晶體結(jié)構(gòu),閃鋅礦結(jié)構(gòu)(與金剛石類似,可看成氧原子FCC排列,4個鋅原子占據(jù)金剛石中晶胞內(nèi)四個碳原子的位置);NaC結(jié)構(gòu);CsCl結(jié)構(gòu)(氧原子簡單立方排列,鋅原子占據(jù)體心位置);纖鋅礦結(jié)構(gòu)(六方結(jié)構(gòu),氧原子層和鋅原子層呈六方緊密排列)。氧化鋅(ZnO)晶體在1975℃同成分熔化,在較高的溫度下非常不穩(wěn)定,不容易由熔體直接生長。目前主要是在盡可能低的溫度下用化學(xué)氣相輸運法、水熱法和助熔劑法生長。
氧化鋅(ZnO)單晶是具有半導(dǎo)體、發(fā)光、壓電、電光等多種用途的功能晶體材料。不僅可用于制作紫外光電器件,也是高1性能的移動通訊基片材料和優(yōu)1秀的閃爍材料;此外,氧化鋅(ZnO)與GaN的晶格失配度特別小,是GaN外延生長理想的襯底材料。同時由于具有可見區(qū)透明,機電耦合系數(shù)大,能使氣體分子在其表面的吸附-解析等性質(zhì),有望在高峰值能量的能量限制器、大直徑高質(zhì)量的GaN的襯底、未來的5GHz之外的無線通信、高電場設(shè)備、高溫高能電子器件、高電場設(shè)備、高溫高能電子器件等方面得到廣泛應(yīng)用。