閃鋅礦結構

閃鋅礦結構以硫化鋅晶體為代表的一類化合物晶體的結構。由兩種元素的原子各自形成面心立方晶格再沿對角線滑移對角線長度的四分之一套迭而成。閃鋅礦結構的典型例子是立方ZnS晶體。如圖所示，閃鋅礦結構同金剛石結構很相似，只是把單胞內的四個原子換成了另外一種原子，閃鋅礦結構也是一種面心立方結構，其基元是位於(0，0，0)的S原子和位於(1/4，1/4，1/4)的Zn原子共同組成。立方BN、β-SiC、GaAs等都具有閃鋅礦結構。

基本介紹

• 中文名：閃鋅礦結構
• 外文名：Zinc blende Structure
• 定義：面心立方結構
• 特點：具有四面體共價鍵型
• 類似物：金剛石結構
• 典型例子：立方ZnS晶體

簡介

閃鋅礦結構又稱為立方硫化鋅結構，它具有和金剛石相似的結構，只是此時A、B兩類原子是不同的元素S和Zn，如圖1所示。閃鋅礦結構的布拉菲格子是面心立方，它的基元包含一個Zn和一個S。圍繞每個原子有4個等距離的異類原子，它們排在正四面體的頂角上，具有四面體共價鍵型。每個慣用原胞含有4個基元，即4個ZnS分子，如圖1所示。每個原子有4個最近鄰和12個次近鄰，配位數為4。所有的Zn原子形成一個面心立方，所有的s原子也形成一個面心立方，整個閃鋅礦可以看成是由這兩個相互重疊的面心立方子格子，沿立方晶胞的體對角線平移1/4體對角線長度套構而成的。

圖1 閃鋅礦結構

結構特點

由化學元素周期表中的Ⅲ族元素硼、鋁、鎵、銦和V族元素氮、磷、砷、銻合成的Ⅲ一V族化合物，都是半導體材料，它們絕大多數具有閃鋅礦型結構，但某些氮化物還可以按纖鋅礦型結構結晶。

閃鋅礦是一種鋅的硫化物，是鋅的主要礦石形態。在結晶學中，把由兩種元素的原子按正四面體結構構成的立方系晶體點陣稱為閃鋅礦結構。閃鋅礦結構與金剛石結構的幾何形態完全相同，不同之處僅在於最鄰近原子分屬兩種不同的元素。在閃鋅礦結構的四面體原胞中，兩種元素的原子分別占據著體心和頂角的位置。這種晶格可以看做由兩個分別用不同原子構成的面心立方晶格沿對角線方向相互位移1/4空間對角線長度套構而成的複式格子。其晶胞的頂尖和面心原子是同類原子，而晶胞內部所包含的是4個異類原子，即一個閃鋅礦結構的晶胞包含兩種原子。

主要套用

閃鋅礦結構氮化硼

閃鋅礦結構氮化硼是高密度氮化硼的一種，具有閃鋅礦晶體結構。除氮化硼外，常加入2%～35%的硼化鈦、硼化鋯或硼化鉿。典型成分為：用爆炸壓縮方法製備的具有閃鋅礦結構的BN 90份，再加入TiB₂10份，兩者均勻混和後成型，再在1400℃和58 kbar條件下熱壓。燒結後的氮化硼具有閃鋅礦結構，維氏硬度3000，壓縮強度4200MPa。

閃鋅礦結構半導體

閃鋅礦結構半導體，如GaAs，GaSb，InSb，GaP和ZnTe等。它們和金剛石結構半導體Ge、Si頗為相似，但又不盡相同，其中GaAs，InSb等的反射譜及其指認更相似於Ge，而GaP則更相似於Si。在器件和積體電路製造中使用的一些重要的半導體具有屬於四面體的金剛石或閃鋅礦結構，即每個原子被位於正四面體頂角的4個等價緊鄰原子包圍。