セレン化亜鉛

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。

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