Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 145
Текст из файла (страница 145)
Монокристаллы сульфида цинка и спеченные поликристаллические блоки (оптическая керамика КО-2, см. 4 21.3) имеют высокую оптическую прозрачность в инфракрасной области спектра )рис. 21.10) и используются Ц 21.2) Суяьфиды, сеяениды и геяяуриды цинка, кадмия, ртути 529 075 О, о ой ()у О,б мнм 07 Рис. 2!.9. Спектральные характеристики относительной энергии нзгучения угЦВ' люминофоров на основе сульфида и селенида цинка с различным содержанием сульфида цинка: 7 — 1ОО Уй; 2 — 8! 7Ь; 3 — 20 УШ 4 — О 7ы В качестве плавни введено 2 7ь' Ызб!, в качестве активатора — О,ООЬ Я Ау, прокаливание проведено при '780'С в течение ! ч для изготовления входных окон и линз в оптико-электронных устройствах. Тонкие пленки 7п5 применяются для оптических деталей иэ германия и кремния.
Пьезоэлектрический эффект пленок сульфида цинка используется в некоторых акустических устройствах. Фоторезистивные свойства Хп5 не нашли широкого применения. Селенид цинка. Селенид цинка имеет две кристаллические модификации: кубическую и гексагональную. Поликристаллический 7п5е получают обычно при непосредственном взаимодействии элементов (селен при этом нахсшится в паросбразной фазе). Возможно также осаждение селенида цинка из водных растворов солей цинка с помощью Нэ5е. Кубические монокристаллы Хп5е выращивают из парообразной фазы и иэ расплава, гексагональные — из парообразной фазы при давлении !5...20 МПа. Пленки селенида цинка, ~о составу близкие к стехиометрическому, получаются термическим 5 10 15 мим 20 Рис.
21.10. Спектрагьные характеристики коэффициента прапускания т монокристалги- ческнх пластин: 7 — сульфнда цинка талшннай 2 мм; 2 — селе- ннлз цинка толщиной 2,8 им испарением исходного соединения при условии, что конденсация осуществляется на подложке, нагретой до 150...250 'С. При избытке 5е селенид цинка является полупроводником р-типа, при избытке 7п— полупроводником п-тнпа.
Селенид цинка обнаруживает фоторезистивные, фото- и электролюминесцентные свойства. Имеет высокую оптическую прозрачность з инфракрасном диапазоне (рис. 21.10), в виде оптической керамики КО-4 применяется для изготовления входных окон и линз, Телгурид цинка. Наиболее устойчивая кристаллическая структура — кубическая, изоморфная сфалериту.
Известны также гексагональная, изомарфная вюрциту, и рамбоэдрическая разновидности ХпТе. Соединение получают обычно сплавлением элементов. Монокрисгаллы ХпТе могут быть выращены нз его расплава. Получение пленок методом термического испарения аналогично соответствующим процессам для СО5 и 7п5е. При избытке Те теллурид цинка — полупроводник р-типа, при избытке цинка— п-типа. Теллурид цинка обладаег электролюминесцентными и фоторезистивными свойствами. Сульфид кадмия.
Известны две кристаллические формы сернистого кадмия: гексагональная и кубическая, из которых более распространенной является гексагональиая. Методы получения сульфида кадмия рходны с методами получения сульфида цфнка. Монокристаллы СО5 могут быль получены выращиванием из его расплава под давлением, сублимацией С55, осаждением из парообразной фазы в результате гаэотранснортной реакции паров кадмия с Н75, синтезом из Сб и 5 в газовой фазе при температуре 900 'С. Поликристаллические фоточувствительные алаи С55 получают осаждением суспензии сульфида кадмия в водном растворе СОС1э с последующим их спеканием. Добавка СОС(з является активатором. Возможно формирование фоточувствительных поликристаллическнх образцов прессовкой таблеток из порошка СО5 в смеси с активируюшей примесью и последующим обжигом тнблеток.
Известны также методы, основанные на формировании слоев из порошка СО5 в смеси с искусственными смолами в качестве связующего. Тонкие пленив СО5 получают испарением соединения в вакууме, реактивным ионным распылением кадмия в атмосфере Нэ5, испарением кадмия с последующей термообрабатхой его пленки в парах серы. Пленки С55, получаемые при испарении соединения на подложках, имеющих комнатну~о температуру, обычно характеризуются не- Полупроводниковые соединения А пВ" и АшВ"' 530 [равд. 21[ 02 04 0,б 0,0 50 мюч Рис. 21.!1. Спектральные характеристики относительной фоточувствительности вт/Я„ фоторезисторов на основе ! — монокриствхличеспого СИ5; 2 — нсапкристеллнческого СС5; 3 — поликристаллического Сене достатком серы.
При конденсации СИВ на полложки, нагретые до 150'С, состав пленки приближается к стехиомегрическому. Пленки со стехиомегрическим составом образуются также при испарении методом квазизамкнутого объема. В качестве испарителей СИ5 используются тантал, молибден или вольфрам. Сернистый кадмий растворяется в минеральных кислотах и гидрооксиде аммония. Сернистый кадмий является полупроводником, обычно с проводимостью п-типа. В оптической электронике сернистый кадмий широко используется лля изготовления фоторезисторов, люминофоров, в твердотельных преобразователях изображений и усилителях света. Спектральные характеристики фотопроводимостн отечественных фоторезисторов на основе СИ5 представлены на рис.
2!Л1, спектральные характеристики коэффициента оптического пропускаиия — на рис. 21.!2. Пленки СИ5 обладают пьезоэффектом и используются в некоторых акустических схемах. Селенид кадмия. Селенид кадмия известен в тех же кристаллических модификациях, что и сернистый кадмий: о-СИ5е с гексагональной структурой и 5-СИ5е с кубической структурой.
Последняя модификация сравнительно неустойчива. Селе няд кадмия получают из водных растворов солей кадмия осаждением с помощью НзБе. Монокристаллы выращивают из газовой фазы и из распгава под давлением. Получаемый полупроводниковый материал имеет обычно электропроводносгь и-типа. Избыток селена в соединении приводит к появлению электропроаодности р-типа. Тонкие пленки селенида кадмия можно получать испарением Сбве в вакууме. Селенид кадмия применяется для изготов- ления фоторезисторов (см. рис. 21.11) и в ка- честве оптическою материала, прозрачного в инфракрасной части спектра (см. рис, 21.12).
Теллурнд кадмия. Теллурид кадмия существуег в виде кубической и гексвгональной модификации. Материал получают сплавлением исходных элементов в вакуумированных запаянных кварцевых ампулах, постепенно повышая температуру до 1!00 'С и выдерживая при этой температуре в течение 2...3 ч. Для лучшей гомогениэации образовавшееся соединение размельчают и вновь переплавляют, повторяя этот процесс до 3...4 раз. Монокристаггы СИТе можно получить методом направленной кристаллизации при охлаждении расплава. Тонкие пленки теллурида кадмия получают испарением СИТе из танталовых годочек.
Избыток кадмия или теллура в соединении относительно сгехиометрического состава приводит соответственно к проводимости пили р-типа. Теллурид кадмия обнаруживает заметную фотопроводимость. Применяется в качестве оптического материала, прозрачного в инфракрасной части спектра (рис.
2!.!2). Сульфид ртути. Сернистая ртуть известна в двух формах — красной киновари (и-Н25) и черной метакиновари (5-Н25). Кристаллическая структура киноаари — тригональная, метакнновари — изоморфная сфалериту. Фазовый переход киновари в метакиновврь происходит при температуре выше 650 К, В природе преимущественно встречается более устойчивая при обычных условиях киноварь. При реакциях в растворах осаждается, как правило, черная модификации. Монокристаллы киновари выращивают гидротермальным способом или при сублимации из газовой фазы. При атмосферном давлении температура сублимации 550'С. Киноварь обычно характеризуется электронной проводимостью с очень низкой подвижностью носителей заряда.
Монокристаклы киновари имеют высокую 0,0 0,2 а 5 10 !5 20 м«из Рис. 21.12. Спентральиые характеристики коэффициента пропускания т монокристаллических пластин толщиной 2 мм ! — СИ5; 2 — СИзе;  — СИТе [4 21.3] Оптическая керамика 33! аб 0,4 12 0 5 70 15 20 мкм25 ' Рис. 2!.13. Спектральная характеристииа коэффициента пропускания т монокрнсталла киновари толшнной 1 мм оптическую прозрачность в инфракрасном участие спектра (рнс.
12.13). Селенид и теллурик ртути. Оба соединения имеют нубическую решетку, изоморфную сфалериту. Селенистая ртуть ведет себя как вырожденный полупроводник. Теллуристая ртуть имеет малую ширину запрещенной эоны и по своим свойствам является полуметаллом с большой подвижностью носителей варяда и малой их эффективной массой. Твердые растворы соединений А!'В"'.
Двойные сплавы многих сульфидов, селенидов и теллуридов цинка, иадмия и ртути образуют непрерывный ряд твердых растворов. Твердые растворы теллурндов этих металлов имеют структуру сфалерита. Системы ХпЗ вЂ” СдЗ и упЬ вЂ” Хпйе широко применяются в качестве люминофоров. Из других систем такого типа наиболее изученным является сплав СдТе — НЯТе, который образует семейство полупроводников Сб„НЯ,,Те. Слитки этих твердых растворов получают сплавлением исходных бинарных соединений илн элементов в вакуумированных кварцевых ампулах при температуре 800 'С. Монокристаллические образцы могут быть получены методом направленной крнсгаллизапии расплава, вертикальной ванной плавкой и вытягиванием из расплава.
Для гомогенизации необходим длительный отжиг. Тонкие слои Сд,Нр Те получают методом «взрывного» испарения мелних частиц сплава с последуюшим прогревом образовавшейся пленки. На основе сплавов Сд Нд1,Те созданы фотоприемники (фоторезистивные и с электронно-дырочным переходом), чувствительные в спектральном диапазоне 1...1б мкм и имеющие быстродействие до !О з с. Положение максимума спектральной чувствительности зависит от состава (рнс.
21.14). Температурное изменение ширины запрещенной зоны Ь(у)ЬТ положительно, поэтому длинноволновая граница спектральной чувствительности этих приемников увеличивается при охлаждении. ПИ а21) Огб О55 Рис. 21.14. Зависимость от состава максимума Х спектральной чувствительности фотоприемника с электронно-дырочным переходом на основе Сб,Ня1,Те (температурв 77 К) Прн увезичении содержания Ниуе в сплаве козффициент оптического пропускання образцов ухудшается зэ счет возрастания поглощения на свободных носителях.
На основе моиокрнсталлов Сб„Нн, „Те, охлажденных до температуры жидкого азота нли гелия, созданы диодные лазеры для генерации излучения на длинах вози 4...12 мкм. 21.3. ОПТИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ АмВч' Оптическая керамика — группа поликристэллических материалов, прозрачных в ошичесном диапазоне спектра. Прнменшот два метода изготовления оптической керамики. Первый метод, относящийся, по существу, к приемам классической керамической технологии, заключается в спекании заготовки, сформоваиной из мелких зерен исходного вещества, при температуре, близкой к температуре его плавления. Второй метод является методом горячего прессования, в котором спекание производится при одновременном воздействии как температуры, так и давления. Температура спекания в этом случае более низкая, около 2/3 температуры плавления вещества, но все же достаточно высоиа, чтобы были возможны процессы диффузии н пластической деформации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
