セレン化亜鉛:多様な用途を持つ半導体材料
セレン化
[亜鉛]は、淡黄色の固体で、
[真性半導体]]としての性質を持つ点が大きな特徴です。室温(25℃)において2.7eVのバンドギャップを有し、閃
亜鉛鉱型の
結晶構造を形成しています。その
格子定数はa = 566.8 pmです。天然での産出は稀で、[[シュティレ鉱]という鉱物から発見されました。
光学特性と応用
セレン化
亜鉛の最も重要な特性は、その優れた光学特性です。0.6 μmから10 μmという広い波長範囲で高い透過率を示すため、赤外線光学材料として広く用いられています。具体的には、赤外線レーザーや光学フィルター、赤外線窓材などへの応用が考えられます。
さらに、セレン化
[亜鉛]]は発光ダイオード]や[[半導体レーザーの材料としても活用されています。特に、適切なドーピングを行うことで、青い光を発するLEDの製造に利用されています。ハロゲン元素などを用いたドーピングによって
N型半導体となり、
窒素の導入によって
P型半導体とすることも可能です。
クロムをドーピングしたセレン化
亜鉛は、2.5 μmの赤外線レーザー発振を示します。
セレン化
亜鉛は、
セレン化水素ガスと
亜鉛蒸気を用いた化学反応により、微結晶シートとして合成されます。その製造方法は比較的容易で、
体温計のセンサー部から黄色い窓ガラスまで、様々な製品に利用されています。空気中の
水分とは徐々に反応しますが、通常使用においては大きな問題とはなりません。
X線・ガンマ線検出器としての応用
テルルをドーピングしたセレン化
亜鉛は、640 nmにピークを持つシンチレーターとして機能します。これは、
X線や
ガンマ線を検出する
フォトダイオードに適しており、
X線や
ガンマ線検出器として利用されています。セレン化
亜鉛を用いた検出器は、硫化
亜鉛を用いたものとは異なる特性を示すことが知られています。
化学的性質と注意点
セレン化
[亜鉛]]は酸と反応すると、有毒なセレン化水素ガスを発生します。取り扱いには注意が必要です。結晶育成には、
有機金属気相成長法]などの[[化学気相成長法が用いられます。
まとめ
セレン化
亜鉛は、その優れた光学特性と半導体としての性質を活かし、
発光ダイオード、赤外線光学材料、
X線・
ガンマ線検出器など、多様な分野で活用されています。今後も、その特性を生かした新たな応用が期待される重要な材料です。