Селенид цинка

Химическое соединение

Селенид цинка — неорганическое соединение с формулой ZnSe. Это лимонно-желтое твердое вещество, хотя большинство образцов имеют более тусклый цвет из-за эффектов окисления. Это собственный полупроводник с шириной запрещенной зоны около 2,70  эВ при 25 °C (77 °F), что эквивалентно длине волны 459 нм. ZnSe встречается в виде редкого минерала стиллеита , названного в честь Ганса Стилле .

Синтез и свойства

ZnSe доступен в гексагональной ( вюрцит ) и кубической ( цинковая обманка ) полиморфных модификациях . В обоих случаях позиции Zn ²⁺ и Se ²⁻ являются тетраэдрическими. Различие в структурах связано с мотивами плотной упаковки , гексагональной против кубической.

Кубический ZnSe получают обработкой водного раствора сульфата цинка селеноводородом : [ ^1]

ZnSO ₄ + H ₂ Se → ZnSe + H ₂ SO ₄

Нагревание кубической формы дает гексагональный ZnSe.

Альтернативный синтез включает нагревание смеси оксида цинка , сульфида цинка и селена:

2ZnO + ZnS + 3Se → 3ZnSe + _SO2

Это широкозонный полупроводник из группы полупроводников II-VI (поскольку цинк и селен относятся к 12-й и 16-й группам периодической таблицы соответственно). Материал может быть легирован n-типом , например, галогенами . Легирование p-типа сложнее, но может быть достигнуто путем введения галлия .

Приложения

• ZnSe используется для формирования светодиодов II-VI и диодных лазеров . Он излучает синий свет. ^{[2] [ сомнительно – обсудить ]}
• ZnSe, легированный хромом ( ZnSe:Cr ), использовался в качестве среды усиления инфракрасного лазера , излучающего около 2,4  мкм . ^[3]
• Он используется в качестве инфракрасного оптического материала с исключительно широким диапазоном длин волн пропускания (от 0,45 мкм до 21,5 мкм ^[4] ). Показатель преломления составляет около 2,67 при 550 нм (зеленый) и около 2,40 при 10,6 мкм ( LWIR ). Подобно сульфиду цинка , ZnSe производится в виде микрокристаллических листов путем синтеза из газа селенида водорода и паров цинка . Другой метод производства - выращивание из расплава под избыточным давлением инертного газа ( обычно Ar ). ^[5] Если он свободен от поглощения и включений, он идеально подходит для оптики CO2 _- лазера на длине волны 10,6 мкм. Таким образом, это очень важный ИК-материал. В повседневной жизни его можно найти в качестве входной оптики в новой линейке клинических термометров "in-ear" , который выглядит как небольшое желтое окошко. Селенид цинка может медленно реагировать с атмосферной влагой, если он плохо отполирован, но это, как правило, не является серьезной проблемой. За исключением случаев, когда оптика используется в спектроскопии или под углом Брюстера , обычно применяются антиотражающие или светоделительные оптические покрытия .
• ZnSe , активированный теллуром ( ZnSe(Te) ) — сцинтиллятор с пиком излучения при 640 нм, подходящий для согласования с фотодиодами . Используется в детекторах рентгеновского и гамма-излучения . Сцинтилляторы ZnSe существенно отличаются от сцинтилляторов ZnS .

Реакции

ZnSe нерастворим в воде, но растворяется в концентрированной соляной кислоте .

Его можно наносить в виде тонкой пленки методами химического осаждения из паровой фазы, включая MOVPE и вакуумное испарение.

Ссылки

1. F. Wagenknecht; R. Juza (1963). "Zinc (II) Selenide". В G. Brauer (ред.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed . Vol. 2pages=1078. NY, NY: Academic Press.
2. Sahbudin, UK; Wahid, MHA; Poopalan, P.; Hambali, NAMA; Shahimin, MM; Ariffin, SN; Saidi, NNA; Ramli, MM (2016). "Квантовая эффективность и характеристика излучения светодиодов ZnSe". Matec Web of Conferences . 78 : 01114. doi :10.1051/matecconf/20167801114.
3. Уровни возбуждения Cr ^{2+ в ZnSe и ZnS, G. Grebe, G. Roussos и H.-J. Schulz, J. Phys. C: Solid State Phys. т. 9 стр. 4511-4516 (1976)} doi :10.1088/0022-3719/9/24/020
4. https://web.archive.org/web/20190422005411/http://www.kayelaby.npl.co.uk/general_physics/2_5/2_5_8.html Кей и Лаби онлайн в NPL через archive.org
5. "Институт монокристаллов - Материалы и изделия - AIIBVI - Элементы пассивной лазерной оптики". iscrystals.com . Получено 28.12.2016 .

Внешние ссылки

• Когерентные оптические данные оптические данные и многое другое
• Университет Рединга, Лаборатория инфракрасных многослойных оптических данных