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氧化鋅(ZnO)單晶是具有半導體、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,有望在高峰值能量的能量限制器、大直徑高質量的GaN的襯底、未來的5GHz之外的無線通信、高電場設備、高溫高能電子器件、高電場設備、高溫高能電子器件等方面得到廣泛應用。
氧化鋅(ZnO)晶體主要性能參數(shù):晶體結構:六方;晶格常數(shù):a=3.252A c=5.313 A;密度:5.7(g/cm3);硬度:4(mohs);熱 導:0.006 cal/cm/k。氧化鋅(ZnO)晶體具有四種晶體結構,閃鋅礦結構(與金剛石類似,可看成氧原子FCC排列,4個鋅原子占據(jù)金剛石中晶胞內四個碳原子的位置);NaC結構;CsCl結構(氧原子簡單立方排列,鋅原子占據(jù)體心位置);纖鋅礦結構(六方結構,氧原子層和鋅原子層呈六方緊密排列)。
氧化鋅(ZnO)晶體隨著環(huán)境條件的改變形成不同結構的晶體。ZnO晶體中的化學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晶體中的化學鍵沒有離子晶體那么強,導致其在一定的外界條件下更容易發(fā)生晶體結構上的改變。氧化鋅(ZnO)半導體室溫帶隙為3.37eV,且束縛激子能高達60MeV,使其在紫外半導體光電器件方面具有很大潛在應用價值。誘人的應用前景和制備難度使得ZnO晶體的生長技術成為材料研究的熱點。
目前,生長氧化鋅(ZnO)單晶體的方法有CvT、助熔劑法、溶液法和水熱法。采用水熱法已經生長出2~3英寸的ZnO晶體,這證明水熱法是一種生長高質量、大尺寸ZnO單晶體的有效的方法。氧化鋅(ZnO)是重要的工業(yè)原料在塑料和橡膠添加劑丶傳卮器丶發(fā)光顯示器件等領域有廣泛的應用。近幾年人們發(fā)現(xiàn)氧化鋅晶體在常溫下存在柴外受激發(fā)射有可能實現(xiàn)固體案外和藍光的激光發(fā)射,其獨特的發(fā)光性能也引人們極大地關注。