湯鵬蔚

摘 要：ZnS是直接帶隙半導(dǎo)體材料，和具有良好的光電能力，廣泛用于光電子學(xué)，如紫外檢測(cè)器、太陽(yáng)能電池，以其完美的光電轉(zhuǎn)換效率和純凈度，潔凈效率等效于CdS薄膜。

關(guān)鍵詞：ZnS制備;ZnS紫外探測(cè)器;ZnS紫外探測(cè)器應(yīng)用

1.ZnS的結(jié)構(gòu)介紹

硫化鋅是帶隙半導(dǎo)體材料的其中之一。一般來(lái)說(shuō)，白色粉狀固體有兩種變體：高、低溫變體，細(xì)胞參數(shù)a0=0.384nm， c0=0.5180nm， z=2。ZnS的晶體結(jié)構(gòu)可以被認(rèn)為是精密的六邊形堆積。ZnS俗稱(chēng)閃鋅礦，還具有面心立方的晶體原子結(jié)構(gòu)，細(xì)胞參數(shù)a=0.5406nm， z=4。

在兩種晶體結(jié)構(gòu)中，每四個(gè)硫離子形成一個(gè)四面體，四面體中含有一個(gè)鋅離子，構(gòu)成硫化鋅四面體。導(dǎo)致了不同的光電子學(xué)性能。比較結(jié)構(gòu)化的研究了材料的發(fā)光原理。帶隙分別為3.67-3.75eV和3.91-3.94eV。本征發(fā)光為藍(lán)光帶，但對(duì)ZNS納米材料的制備及不同尺寸、摻雜和形貌的ZNS的發(fā)光性能尚未深入研究[6]。

2.ZnS的基本性質(zhì)

硫化鋅是一種直接寬帶隙半導(dǎo)體，具有良好的壓電、熱電和光電導(dǎo)性能[5]。鋅具有各種優(yōu)良的性能，廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。

3.ZnS作為紫外探測(cè)器的選擇依據(jù)

紫外探測(cè)器可以將電輻射信號(hào)變換成其他易于接收的信號(hào)。微粒激發(fā)原子核產(chǎn)生電子，然后由外面收光電子。從其間得到的為得到的變化值。紫外探測(cè)器的主要性能參數(shù)有：效率、應(yīng)答性、應(yīng)答時(shí)間、電流等。根據(jù)性能和設(shè)計(jì)要求，制作紫外探測(cè)器需要帶隙半導(dǎo)體材料。材料必須具有帶隙大、導(dǎo)熱性能好、飽和度高等特點(diǎn)。可用它來(lái)造出超高頻電路，輻射耐久好的電路、高密度集成的電路，還有大功率電子學(xué)器件。

ZnS作為一種典型的寬頻帶隙半導(dǎo)體，在優(yōu)良的光電性能方面具有最顯著的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)硫化鋅的寬帶隙和光電導(dǎo)率高的特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)硫化鋅是制作紫外探測(cè)器的良好材料，可以用于制作紫外探測(cè)器。同時(shí)具有無(wú)毒無(wú)害、節(jié)能環(huán)保、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、體積小、在光電集成電路中的廣泛應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。

4.ZnS制備方法

ZnS是一種應(yīng)用廣泛的納米材料，制備方法很多。由于其用途不同，制備方法也不同。制備的鋅一般有粉狀、塊狀和薄膜狀。鋅的優(yōu)良性能主要取決于顆粒的大小、分布和形貌。因此，如何控制顆粒的大小和分布，以及形貌和表面的修飾是研究的關(guān)鍵。ZnS[8]的制備方法多種多樣。到目前為止，大量的文獻(xiàn)報(bào)道的合成硫化鋅，包括：模板方法[9]，元素直接反應(yīng)法[10]、[11]降水方法，水熱合成方法[12]，微乳液方法[13]，溶膠-凝膠法[14]，[15]，化學(xué)氣相沉積方法等。這些方法涵蓋多個(gè)學(xué)科，每個(gè)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。根據(jù)合成環(huán)境的不同，可分為固相法、氣相法和液相法。

5.ZnS的應(yīng)用

ZnS是其中具有寬帶隙的半導(dǎo)體材料之一。ZnS作為過(guò)渡金屬硫化物，具有許多優(yōu)良的特性，是一種重要的發(fā)光材料和半導(dǎo)體材料。它在熒光粉、發(fā)光、傳感器、紅外電子材料領(lǐng)域有著很好的發(fā)揮用途。主要用途有：

（1）在材料中的應(yīng)用。ZnS是其中過(guò)剩本征半導(dǎo)體之一 。它具有電性和熱粒子性，是很優(yōu)秀的基體。然而ZnS沒(méi)有能計(jì)算的性能。

（2）在發(fā)光材料中的應(yīng)用。鋅是最佳基體之一，流行在離子、顯示、材料等領(lǐng)域。此外，它還被用于傳感器檢測(cè)x射線和伽馬射線。還可用于制作太陽(yáng)能器件、納米激光激光，廣泛應(yīng)用于具有光電識(shí)別標(biāo)志的器件之中。

6.紫外探測(cè)器的用途

紫外探測(cè)器能起到警示的作用，還可以與軍隊(duì)進(jìn)行聯(lián)系，還能用紫外線進(jìn)行觀察周?chē)那闆r，還可以用來(lái)制造導(dǎo)彈，可以作為國(guó)家防御的非常重要的一部分，所以十分受到了軍隊(duì)的高度重視和審視。紫外光探測(cè)器可以用于科學(xué)的研究，隊(duì)科技的進(jìn)步起到十分重要的作用，還對(duì)國(guó)家軍隊(duì)的防御起到至關(guān)重要的作用，對(duì)于飛向天空的夢(mèng)想也起到很重要的作用，還可以對(duì)環(huán)境的保護(hù)等很多很多的領(lǐng)域起到關(guān)鍵性的作用。不僅如此，它對(duì)醫(yī)學(xué)的研究。還有各種各樣的生物的研究都起到很重要的作用。在日常生活中，它可以作為uv-a （230～320nm）和uv-b （280～320nm）紫外線測(cè)量?jī)x，適用于個(gè)人在海灘、山區(qū)等紫外線豐富的環(huán)境中使用。不僅如此，在普通的農(nóng)民的領(lǐng)域，紫外探測(cè)器還可以廣泛應(yīng)用于氣體的燃燒，對(duì)汽車(chē)的尾氣進(jìn)行觀察，還對(duì)于火災(zāi)的防備，還有周?chē)h(huán)境的檢測(cè)與防備，對(duì)于細(xì)胞進(jìn)行癌分析，還對(duì)DNA進(jìn)行觀察與研究，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

7.硫化鋅紫外探測(cè)器的制備

近十年來(lái)，在帶隙半導(dǎo)體中，ZnS由于具有很優(yōu)秀的性能，如正常溫度情況下，ZnS光學(xué)性能還不錯(cuò)，成為一種很好的選擇。ZnS是一種很有前途的硅襯底集成光電器件的制備材料。

8.總結(jié)

本文對(duì)硫化鋅的制備進(jìn)行了探討，并對(duì)硫化鋅的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了總結(jié)。現(xiàn)在為止我們制備ZnS薄膜的方法有真空蒸發(fā)法、化學(xué)氣相沉積法、磁控濺射法、模板法、溶膠-凝膠法等。摘要分析了硫化鋅作為紫外探測(cè)器的研究現(xiàn)狀，闡述了硫化鋅材料的個(gè)人觀點(diǎn)和對(duì)半導(dǎo)體工業(yè)的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]郝永皓.Ⅱ-Ⅵ族納米結(jié)構(gòu)的控制合成及其紫外探測(cè)性能研究，2012，西南大學(xué).

[3]李寶生.C-Si-O，C-Si-O-X等體系下納米結(jié)構(gòu)的制備及其結(jié)構(gòu)與性能研究，2008，浙江大學(xué);浙江大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院.

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