Zinkblende-Struktur: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 8. September 2020, 12:15 Uhr

Zinkblende/Sphalerit-Struktur (α-ZnS)

Die Zinkblende-Struktur oder auch Sphalerit-Struktur beschreibt einen Kristallstrukturtyp, in dem eine Reihe von schwach polarisierten Ionenverbindungen kristallisieren. Aufgrund der Ionenradienverhältnisse im Sphalerit (Zinkblende, Zinksulfid, ZnS) bilden die Sulfid-Anionen eine kubisch-dichteste Kugelpackung in Form einer kubisch flächenzentrierten Elementarzelle (KfZ, fcc), worin die kleineren Zink-Kationen sich regelmäßig in der Hälfte (4) der insgesamt 8 Tetraederlücken aufhalten.

Wie die Diamantstruktur besteht die Zinkblendestruktur aus einem kubisch-flächenzentrierten Gitter und der Basis {(0,0,0), (1/4,1/4,1/4)}. Im Unterschied zu jener, in der beide kristallographischen Lagen von C-Atomen besetzt sind, liegen hier S-Ionen auf (0,0,0) und Zn-Ionen auf (1/4,1/4,1/4). Dadurch verringert sich die Symmetrie von kubisch-hexakisoktaedrisch auf kubisch-hexakistetraedrisch. Die Tetragyre <100> wird zur Tetragyroide, die Trigyroide <111> wird zur Trigyre, eine Spiegelebene (100) und eine Digyre <110> verschwinden. Siehe auch Rotationsachse.

Bandlücke und Gitterkonstante von III-V-Halbleitern. Die Linien zwischen den Elementen stehen für ternäre Verbindungen.

Neben dem Namensgeber Zinkblende (ZnS) kristallisieren noch einige andere Materialien – vornehmlich Halbleiter – in dieser Kristallstruktur. Dazu zählen unter anderem die I-VII-, II-VI- und III-V-Verbindungshalbleiter. Wichtigster Vertreter ist wahrscheinlich das Galliumarsenid (GaAs)

In Konkurrenz zur Zinkblende-Struktur steht die hexagonale Wurtzit-Struktur, in der andere wichtige Halbleiter kristallisieren, darunter GaN. Die nebenstehende Abbildung gibt einen für die Anwendungen wichtigen vergleichenden Überblick.

Literatur

Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. Auflage. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 34.
Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 133.
Flash: 3D Crystal Viewer: Zinkblende-Struktur

en:Cubic crystal system#Zincblende structure fr:Diamant (cristal)#Cristal de type « blende »

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-[[Datei:Sphalerite polyhedra..png|mini|Zinkblende/Sphalerit-Struktur (α-ZnS)]]
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 Die '''Zinkblende-Struktur''' oder auch '''[[Sphalerit]]-Struktur''' beschreibt einen Kristallstrukturtyp, in dem eine Reihe von schwach polarisierten Ionenverbindungen kristallisieren. Aufgrund der [[Ionenradius|Ionenradienverhältnisse]] im Sphalerit (''Zinkblende'', ''[[Zinksulfid]]'', ZnS) bilden die [[Sulfid]]-Anionen eine kubisch-dichteste [[Dichteste Kugelpackung|Kugelpackung]] in Form einer kubisch flächenzentrierten Elementarzelle (KfZ, fcc), worin die kleineren [[Zink]]-Kationen sich regelmäßig in der Hälfte (4) der insgesamt 8 [[Tetraederlücke]]n aufhalten.
 Wie die [[Diamantstruktur]] besteht die Zinkblendestruktur aus einem kubisch-flächenzentrierten Gitter und der Basis {(0,0,0), (1/4,1/4,1/4)}. Im Unterschied zu jener, in der beide kristallographischen Lagen von C-Atomen besetzt sind, liegen hier S-Ionen auf (0,0,0) und Zn-Ionen auf (1/4,1/4,1/4). Dadurch verringert sich die Symmetrie von kubisch-hexakisoktaedrisch auf kubisch-hexakistetraedrisch. Die [[Tetragyre]] <100> wird zur [[Tetragyroide]], die [[Trigyroide]] <111> wird zur [[Trigyre]], eine [[Spiegelebene]] (100) und eine [[Digyre]] <110> verschwinden. Siehe auch [[Rotationsachse]].
-[[Datei:III-V-Halbleiter.png|thumb|[[Bandlücke]] und [[Gitterkonstante]] von III-V-Halbleitern. Die Linien zwischen den Elementen stehen für ternäre Verbindungen. <!-- Die [[Wurtzit]]-Kristalle besitzt zwei Gitterkonstanten a und c, die [[Zinkblende]]-Kristalle nur eine einzige. -->]]
+[[Datei:III-V-Halbleiter.png|mini|[[Bandlücke]] und [[Gitterkonstante]] von III-V-Halbleitern. Die Linien zwischen den Elementen stehen für ternäre Verbindungen. <!-- Die [[Wurtzit]]-Kristalle besitzt zwei Gitterkonstanten a und c, die [[Zinkblende]]-Kristalle nur eine einzige. -->]]
-Neben dem Namensgeber Zinkblende (ZnS) kristallisieren noch einige andere Materialien − vornehmlich [[Halbleiter]] − in dieser Kristallstruktur. Dazu zählen unter anderem die I-VII-, II-VI- und [[III-V-Verbindungshalbleiter]]. Wichtigster Vertreter ist wahrscheinlich das [[Galliumarsenid]] (GaAs)
+Neben dem Namensgeber Zinkblende (ZnS) kristallisieren noch einige andere Materialien – vornehmlich [[Halbleiter]] – in dieser Kristallstruktur. Dazu zählen unter anderem die I-VII-, II-VI- und [[III-V-Verbindungshalbleiter]]. Wichtigster Vertreter ist wahrscheinlich das [[Galliumarsenid]] (GaAs)
 In Konkurrenz zur Zinkblende-Struktur steht die hexagonale [[Wurtzit-Struktur]], in der andere wichtige Halbleiter kristallisieren, darunter [[GaN]]. Die nebenstehende Abbildung gibt einen für die Anwendungen wichtigen vergleichenden Überblick.