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준안정 산화아연의 안정성

전문가 제언: ○ II-VI화합물이 반도체로 주목을 받고 있다. 현재 연구가 진행되고 있는 대상은 ZnO, ZnS, BeO, CdO, MgO 등이다. 이들 화합물은 금속부분의 II족과 비금속 부분의 VI족이 비교적 단순한 결합을 형성하고 있다. 금속과 비금속의 전기음성도, 원자크기의 차이로 결정구조에 차이가 생기는 것으로 본다. 이론적으로 II-VI화합물의 물성을 소개하고 있다.

○ 화학조성 AX(A; 양성원소, X; 음성원소)로 표시되는 결정구조의 한 형식에 wurtzite구조가 있다. 6방정 결정계열이다. A원자와 X원자는 각기 6방 밀집구조에 가까운 원자배열을 한다. 각 원자에는 다른 종의 원자 4개가 정4면체 형으로 배위하고 있다. ZnS, ZnO, CdS, AgI가 여기에 속한다.

○ 화학조성 AX(A; 양성원소, X; 음성원소)로 표시되는 결정구조의 또 다른 한 형식에 zincblende구조가 있다. A, X의 각각은 면심입방격자를 만든다. 각 원자에는 다른 종의 원자 4개가 정4면체 형으로 배위하여 있다. ZnS, CdS, CuI, CuBr, CuCl가 여기에 속하는 구조를 가지고 있다. A, X가 같은 종의 원자이면 다이아몬드 형 구조가 된다.

○ ZnO가 원래 wurtzite구조로, ZnS는 zincblende구조 알려져 있다. ZnO는 양쪽성 산화물, Zn는 양쪽성 금속이다. ZnO는 이온결합과 공유결합이 혼성되어 있다고 볼 수 있다. 결합원소의 전기음성도, 원자와 이온의 반지름비율, 궤도전자의 배열 등을 감안하면 이론적으로도 충분히 설명이 가능하다고 본다.

○ Zn의 전자배열은 4s2, (4px, 4py, 4pz), O는 2s2, 2p4로 되어 있다. Zn의 s궤도전자가 p궤도로 승진하면 Zn궤도에 O전자가 Zn↔O로 되어 혼성결합의 비율이 어느 정도 존재한다고 본다. 연구는 기초적인 내용을 담고 있다. 연구의 성과에 따라 반도체 재료개발에 있어 또 한 분야가 마련될 것으로 본다. p형 반도체의 개발도 가능하다고 본다.

저자: Ashrafi, A; Jagadish, C; AF Ashrafi, A.; Jagadish, C.
자료유형: 학술정보