硒化锌（ZnSe）晶体

简单描述

硒化锌（ZnSe）是一种重要的无机化合物，由硒和锌元素组成。其分子式为ZnSe，分子量约为144.33（或144.369，具体数值可能因不同来源而异），熔点较高，通常超过1000℃（有资料表明熔点为1500℃，也有资料表明为1100℃，这可能与制备方法和纯度有关）。硒化锌晶体呈浅黄色六角型，密度为5.42g/cm³。

详细描述

硒化锌不溶于水，但能溶于盐酸等无机酸中。在空气中加热到一定温度时，它会氧化成二氧化硒和氧化锌。硒化锌具有直接跃迁的带结构，是化合物半导体中可以发出从黄到蓝一系列可见光的发光材料，适合于制备高效率发光二极管。此外，硒化锌在8~14μm的红外波段其本征透过率高达70%，是重要的红外光学材料。

硒化锌材料对热冲击具有很高的承受能力，且透光范围宽，从0.5微米一直透到19微米（也有资料表明透光范围为0.5~15μm），因此常被用来做二氧化碳激光器的透镜和窗口，以及用于制造透红外线材料及红外线光学仪器。

优点

1. 高透光性：硒化锌晶体在可见光至远红外区域具有高透明度，透光范围宽，能够有效减少光损失，提高光学系统的性能。
2. 高热稳定性：硒化锌晶体对热冲击具有很高的承受能力，能够在高温环境下保持稳定的性能，不易发生热变形或热膨胀。
3. 优良的机械性质：硒化锌晶体具有较高的硬度（尽管相较于某些材料如ZnS稍低），不易产生划痕，能够承受一定的机械应力。
4. 宽带隙特性：硒化锌晶体具有较大的带隙宽度，使其在制造光电探测器、光伏设备等半导体设备中展现出独特优势。
5. 可调的光学和电学性质：硒化锌晶体的光学和电学性质可通过调整其制备条件和掺杂等方式进行调控，满足不同应用需求。
6. 易于加工：硒化锌晶体易于加工成各种形状和尺寸的光学元件，如透镜、窗口片等，便于在光学系统中应用。
7. 化学惰性：硒化锌晶体化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，能够在恶劣环境下保持稳定的性能。

应用领域

1. 红外光学材料：硒化锌晶体是红外光学材料的基板，是红外透镜、激光窗口、红外热像仪和高功率CO2激光器应用的首选材料。由于其透光范围宽（0.5~15μm），且对红外线的敏感性高，因此非常适合用于制造透红外线材料及红外线光学仪器，如光学望远镜、显微镜和光谱仪等。
2. 光电调制器：硒化锌晶体是光电调制器的基础材料，可用于制作高速光电调制器，满足光通信领域的需求。
3. 半导体激光器：硒化锌晶体可以作为半导体激光器的衬底，提高激光器的性能。其优异的物理和化学性质使其成为蓝光半导体激光器、光探测器件、非线性光学器件、波导调制器等设备的理想材料。
4. 成像仪：硒化锌晶体的光学性质使其适合用于制作成像仪，为图像采集和处理提供高质量的光学元件。
5. 其他应用：硒化锌晶体还广泛应用于天文学、医疗仪器、红外夜视等领域。此外，由于其化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，因此也常被用作化学惰性材料。

基本参数

参数名称	数值
化学式	ZnSe
摩尔质量	144.35 g/mol
密度	5.264~5.27 g/cm³
晶系	立方晶系（闪锌矿型）、六角晶系（纤锌矿型）
晶格常数	a=0.56676 nm（立方晶系）；a=0.398 nm, c=0.653 nm（六角晶系）
熔点	约1450~1517 ℃
硬度	105~250 kg/mm²（不同测试方法和条件下可能有所不同）
热膨胀系数	7.1×10^-6 /K
热导率	0.16~0.0015 W/(cm·K)（不同条件下可能有所不同）
折射率	随波长变化而变化，一般在2.4~2.5之间
透过波长范围	0.5~19 μm
最大透射率	≥70.5%（在特定波长和条件下）
电子迁移率	1×10^-3 cm²/(V·s)（室温下）
空穴迁移率	1.6×10^-3 cm²/(V·s)（室温下）
带隙宽度	约2.67 eV（室温下）