Tellururo di zinco

Tellururo di zinco
La cella unitaria del cristallo di telluluro di zinco
La cella unitaria del cristallo di telluluro di zinco
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareZnTe
Massa molecolare (u)192,99 g/mol[1]
Aspettocristalli rossi
Numero CAS1315-11-3
Numero EINECS215-260-2
PubChem3362486 e 25215897
SMILES
[Zn]=[Te]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/l, in c.s.)6340 g/cm3[1]
Indice di rifrazione3,56[1]
Temperatura di fusione1568 °C
Proprietà termochimiche
C0p,m(J·K−1mol−1)264 J/(kg·K)[1]
Indicazioni di sicurezza
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Il tellururo di zinco è un composto chimico binario con la formula ZnTe. Questo solido è un materiale semiconduttore con una banda proibita diretta di 2,26 eV[1].; di solito è un semiconduttore di tipo p. La sua struttura cristallina è cubica, come quella della sfalerite e del diamante[1].

Proprietà

Immagini STM della superficie ZnTe(110), prese a diverse risoluzioni e rotazione del campione, insieme al suo modello atomico[2].

Il tellururo di zinco ha l'aspetto di polvere grigia o rosso-brunastra, o cristalli rosso rubino quando raffinato per sublimazione. Il tellururo di zinco aveva tipicamente una struttura cristallina cubica (sfalerite, o "zincblenda"), ma può anche essere preparato come cristalli di salgemma o come cristalli esagonali (struttura tipo wurtzite). Irradiato da un forte raggio ottico brucia in presenza di ossigeno. La sua costante reticolare è di 0,6101 nm, che gli consente di essere coltivato con o su antimoniuro di alluminio, antimoniuro di gallio, arseniuro di indio e seleniuro di piombo. Con un certo disadattamento reticolare, può anche essere coltivato su altri substrati come arseniuro di gallio (GaAs)[3], e può essere coltivato in forma policristallina (o nanocristallina) a film sottile su substrati come il vetro, ad esempio, nella produzione di sottili celle solari a pellicola. Nella struttura cristallina della wurtzite (esagonale), ha parametri reticolari a = 0,427 nm e c = 0,699 nm[4].

Applicazioni

Optoelettronica

Il tellururo di zinco può essere facilmente drogato, e per questo motivo è uno dei materiali semiconduttori più comuni utilizzati in optoelettronica. Il tellururo di zinco è importante per lo sviluppo di vari dispositivi a semiconduttore, inclusi LED blu, diodi laser, celle solari e componenti di generatori di microonde. Può essere utilizzato come materiale semiconduttore di tipo p per una struttura CdTe/ZnTe[5] o in strutture a diodi PIN.

Il materiale può essere utilizzato anche come componente di composti semiconduttori ternari, quali (concettualmente una miscela composta dai terminali di tellururo di zinco e tellururo di cadmio), che possono essere realizzati con una composizione variabile per consentire una banda proibita ottica da regolare a piacimento[senza fonte].

Ottica non lineare

Il tellururo di zinco insieme al niobato di litio viene spesso utilizzato per la generazione di radiazioni terahertz pulsate nella spettroscopia terahertz nel dominio del tempo e nell'imaging terahertz. Quando un cristallo di tale materiale è sottoposto a un impulso luminoso ad alta intensità della durata di subpicosecondi, emette un impulso di frequenza terahertz attraverso un processo ottico non lineare chiamato rettifica ottica[6]. Al contrario, sottoporre un cristallo di tellururo di zinco a radiazioni terahertz mostra birifrangenza ottica e modifica la polarizzazione di una luce trasmittente, rendendolo un rivelatore elettro-ottico.

Il tellururo di zinco drogato con vanadio, "ZnTe:V", è un materiale fotorifrattivo ottico non lineare di possibile utilizzo nella protezione di sensori a lunghezze d'onda visibili. I limitatori ottici ZnTe:V sono leggeri e compatti, senza complicate ottiche dei limitatori convenzionali. ZnTe:V può bloccare un raggio di disturbo ad alta intensità da un abbagliatore laser, pur passando l'immagine a bassa intensità della scena osservata. Può essere utilizzato anche nell'interferometria olografica, nelle interconnessioni ottiche riconfigurabili e nei dispositivi di coniugazione di fase ottica laser. Offre prestazioni fotorefattive superiori a lunghezze d'onda comprese tra 600 e 1300 nm, rispetto ad altri semiconduttori composti III-V e II-VI. Aggiungendo manganese come drogante aggiuntivo (ZnTe:V:Mn), la sua resa fotorifrattiva può essere notevolmente aumentata[senza fonte].

Note

  1. ^ a b c d e f (EN) William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 92ª ed., CRC Press, ISBN 978-14-39-85511-9.
  2. ^ (EN) K. Kanazawa, S. Yoshida, H. Shigekawa e S. Kuroda, Dynamic probe of ZnTe(110) surface by scanning tunneling microscopy, in Science and Technology of Advanced Materials, vol. 16, 2015, p. 015002, DOI:10.1088/1468-6996/16/1/015002.
  3. ^ (EN) O'Dell, Dakota, MBE Growth and Characterization of ZnTe and Nitrogen-doped ZnTe on GaAs(100) Substrates (PDF), su Department of Physics, University of Notre Dame, 2021.
  4. ^ (EN) p. 28 Kittel, C., Introduction to Solid State Physics, 5ª ed., 1976.
  5. ^ (EN) N. Amin, K. Sopian e M. Konagai, Numerical modeling of CdS/Cd Te and CdS/Cd Te/Zn Te solar cells as a function of Cd Te thickness, in Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 91, n. 13, 2007, p. 1202, DOI:10.1016/j.solmat.2007.04.006.
  6. ^ (EN) THz Generation and Detection in ZnTe, su chem.yale.edu. URL consultato il 31 ottobre 2021 (archiviato dall'url originale il 1º dicembre 2010).

Voci correlate

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