ZnSe

基本信息

ZnSe是一种浅黄色二元固体化合物，在自然界中很少出现。它可以制成六方和立方晶体结构。硒化锌用作发光二极管和二极管激光器中的蓝色光源。还用作红外激光增益介质和红外光学材料。用碲激活的 ZnSe 在 X 射线和伽马射线探测器中用作闪烁体。 [9]

晶体结构

			Fractional Coordinates			Orthogonal Coordinates
	Label	Elmt	x	y	z	xor[Å]	yor[Å]	zor[Å]
1.	T2	Se	0.2500	0.2500	0.2500	-0.863	-1.331	-1.873
2.	T2	Se	0.2500	0.7500	0.7500	0.100	-3.980	-4.722
3.	T2	Se	0.7500	0.7500	0.2500	-2.657	-1.164	-5.453
4.	T2	Se	0.7500	0.2500	0.7500	-3.482	-4.171	-2.935
5.	T1	Zn	0.0000	0.0000	0.0000	0.000	0.000	-0.000
6.	T1	Zn	0.0000	0.5000	0.5000	0.963	-2.649	-2.849
7.	T1	Zn	0.5000	0.5000	0.0000	-1.794	0.167	-3.580
8.	T1	Zn	0.5000	0.0000	0.5000	-2.620	-2.841	-1.063
9.	T1	Zn	1.0000	0.0000	0.0000	-5.376	-0.025	-1.793
10.	T1	Zn	1.0000	0.5000	0.5000	-4.414	-2.674	-4.642
11.	T1	Zn	0.0000	1.0000	0.0000	1.788	0.358	-5.366
12.	T1	Zn	0.5000	1.0000	0.5000	-0.831	-2.482	-6.429
13.	T1	Zn	1.0000	1.0000	0.0000	-3.588	0.333	-7.159
14.	T1	Zn	0.0000	0.0000	1.0000	0.137	-5.656	-0.332
15.	T1	Zn	0.5000	0.5000	1.0000	-1.657	-5.490	-3.912
16.	T1	Zn	1.0000	0.0000	1.0000	-5.239	-5.681	-2.125
17.	T1	Zn	0.0000	1.0000	1.0000	1.925	-5.298	-5.698
18.	T1	Zn	1.0000	1.0000	1.0000	-3.451	-5.323	-7.491

使用 Cu Kα 单色源的理论衍射数据。

（m是多重数，N是最大弯曲次数）

ref no.	h	k	l	d(hkl)	2-Theta	Intensity	I/Imax	m	N
[ 1]	1	1	1	3.27219	27.2296	3.56799e-001	100.0	8	3
[ 2]	0	0	2	2.83380	31.5438	1.03393e-003	0.3	6	4
[ 3]	0	2	2	2.00380	45.2123	2.62259e-001	73.5	12	8
[ 4]	1	1	3	1.70885	53.5827	1.57080e-001	44.0	24	11
[ 5]	2	2	2	1.63610	56.1706	3.14514e-004	0.1	8	12
[ 6]	0	0	4	1.41690	65.8603	4.10933e-002	11.5	6	16
[ 7]	1	3	3	1.30024	72.6539	6.12994e-002	17.2	24	19
[ 8]	0	2	4	1.26731	74.8585	6.43795e-004	0.2	24	20
[ 9]	2	2	4	1.15689	83.4861	8.34838e-002	23.4	24	24
[ 10]	1	1	5	1.09073	89.8496	4.77530e-002	13.4	32	27
[ 11]	0	4	4	1.00190	100.4906	3.01446e-002	8.4	12	32

300 K 时的基本参数

ZnSe薄膜主要通过分子束外延、化学气相沉积、化学气相沉积和真空蒸发等方法制备。电沉积是一种简单、低成本且可行的生产优质薄膜的方法。1

通过化学气相沉积制备的ZeSe薄膜的缓冲层总面积效率高达9.6%（AM 1.5照明下），开路电压为482 mV，短路电流为31.0 mA/cm2，填充因子达到64%。 2

Basic Parameters at 300 K

Crystal structure:	Sphalerite	3
Group of symmetry:	F-43m	3
Number of atoms in 1 cm³:	4.39*10²⁶	3
Unit cell volume:	182.05 Å³	3
Atoms per unit cell:	8	3
Debye temperature:	339(2) K	4
Density:	5.266 g/cm³	3
Dielectric constant (static):	8.6	5
Dielectric constant (high frequency):	5.7	5
Effective electron masses:	(0.16 ± 0.01)m_e	6
Effective hole masses:	0.75 m_o	4
Lattice constant:	a = 5.667 Å	3
Optical phonon energy (longitudinal):	0.0314 eV	7
Conductivity:	n-type	6

温度依赖性

电子浓度与温度的关系图可以在此找到 M. Aven, High Electron Mobility in Zinc Selenide Through Low Temperature Annealing. J. Appl. Phys. 42, 1204 (1971); doi: 10.1063/1.1660167 7

施主和受主

施主: Al, Cl, Ga, In, F, Br 6,8

受主: Cu, Ag, Sb 8

浅层施主的电离能 4

E_d(Li_I) 15(1) meV T= 4.2 K

E_d(Na_I) 16(1) meV

E_d(Al) 26.3 meV

E_d(Ga) 27 meV

E_d(In) 28.1 meV

E_d(F) 29.3 meV

E_d(Cl) 26.1 meV

E_d(I) 30.4 meV

浅层受主的电离能

E_a(Li) 118(2) meV T = 4.2 K

E_a(Na) 98(2) meV

E_a(K) 94(2) meV

E_a(N) 112 meV T = 4.2 K

E_a(P) 80…92 meV T = 4.2 K

E_a(As) 125 meV T = 77 K

E_a(Sb) 69 meV T = 30 K

E_a(Rb) 89(2) meV T = 4.2 K

E_a(Cs) 74(2) meV

E_a(O) 80 meV T = 4 K

E_a(V_Zn) 218 meV T = 4 K

电气特性

电性能基本参数

Energy gap: 2.81 eV 1

Energy spin-orbital splitting: ∆₀ (Γ_8v- Γ_7v) 0.42 eV T=295 K 4

∆₁ (Γ_4,5v- Γ_6v) 0.20 eV T=300 K 4

Donor concentration: 10¹⁶ cm^-3 7

Carrier mobility: μ_n= up to 400 cm²/Vs T=300K 4

μ_p = 110 cm²/Vs T=300K 4

Intrinsic resistivity: ~10¹² Ω cm 9

流动性和霍尔效应

Hall mobility: 530 cm²/ V*s (T=300 K) 9

12,000 cm²/ V*s (T=60 K) 9

Absorption coefficient: 10⁴ cm^-1 1

迁移率和迁移率比以及电子霍尔迁移率与温度的关系图可以在以下位置找到：

M. Aven, High Electron Mobility in Zinc Selenide Through Low Temperature Annealing. J. Appl. Phys. 42, 1204 (1971); doi: 10.1063/1.1660167 7

光学特性

折射率：折射率和吸收指数与光子能量的关系图可在 4中找到

热性能

线热膨胀系数: α = 7.4*10^-6K^-1 4

热容: C_p = 51.88 J/Mol*K 4

导热系数 κ = 0.19 W K^-1 cm^-1 T=300K 4

硒化锌的热特性图可在 4中找到

机械性能、弹性常数、晶格振动

基本参数

Bulk modulus: 62.4(7) GPa 4

Density: 5.266 g/cm³ 4

弹性常数

Elastic Constants: C₁₁ = 90.3(19) GPa 4

C₁₂ = 53.6(23) Gpa 4

C₄₄ = 39.4(12) Gpa 4

声子频率

V_LO(Γ) 7.59 THz T=300 K 4

V_TO(Γ) 6.39 THz T=300 K

声子能量

Hv_LO(Γ₁) 30.99 meV 4

Hv_TO(Γ₁₅) 25.17 meV

Hv_LA(Γ) 19.8 meV

Hv_TA(Γ) 8.0 meV

Hv_LO(X) 27.64 meV

Hv_TO 25.54 meV

Hv_LA 23.55 meV

Hv_LO(L) 27.77 meV

Hv_TO 25.54 meV

Hv(W₃) 24.9 meV

Hv(W₁) 18.59 meV

Hv(W’₂) 11.53 meV

Hv(W”₂) 26.53. meV

Hv(W’₄) 14.26 meV

Hv(W”₄) 24.61 meV

主要由犹他大学本科生 Jeff Provost 和 Carina Hahn 与 Mike Scarpulla 教授合作开发。 Caitlin Arndt、Christian Robert、Katie Furse、Jash Sayani 和 Liz Lund 也做出了贡献。这项工作得到了美国国家科学基金会材料世界网络计划奖 1008302 的全力支持。这些页面是一项正在进行的工作，我们征求世界各地知识渊博的各方的意见，以获取更准确或更多的信息。请联系 [email protected] 提出此类建议。

1. a. b. c. R. Chandramohan, Sanjeeviraja, C., and Mahalingam, T., “Preparation of Zinc Selenide Thin Films by Electrodeposition Technique for Solar Cell Applications”, physica status solidi (a), vol. 163, no. 2, pp. R11 - R12, 1997.
2. “ZnSe thin films grown by chemical vapour deposition for application as buffer layer in CIGSS solar cells”, Thin Solid Films, vol. 361-362, pp. 172 - 176, 2000.
3. a. b. c. d. e. f. g. Crystal Structures 1, 2ndnd ed., vol. 1. New York, New York: Interscience Publishers, 1963.
4. a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. k. l. m. n. o. p. q. r. s. Citekey Madelung2004c not found
5. a. b. “Optical properties of ZnSe”, Physical Review B, vol. 43, no. 12, pp. 9569 - 9577, 1991.
6. a. b. c. “Optical Properties of Substitutional Donors in ZnSe”, Physical Review B, vol. 6, no. 2, pp. 545 - 556, 1972.
7. a. b. c. d. M. Aven, “High Electron Mobility in Zinc Selenide Through Low-Temperature Annealing”, Journal of Applied Physics, vol. 42, no. 3, p. 1204, 1971.
8. a. b. “Photoconductivity of Zinc Selenide Crystals and a Correlation of Donor and Acceptor Levels in II-VI Photoconductors”, Phys. Rev., vol. 110, pp. 1040–1049, 1958.
9. a. b. c. “The electrical properties of zinc selenide”, Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 9, no. 5, pp. 799 - 810, 1976.

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