1. 전자 구조 :
* 와이드 밴드 갭 : ZnO는 실온에서 약 3.37 eV의 비교적 넓은 밴드 갭을 가지고 있습니다. 이는 원자가 밴드에서 전도 대역으로 전자를 자극하기 위해 많은 양의 에너지가 필요하다는 것을 의미합니다.
* 높은 엑시톤 결합 에너지 : ZnO는 높은 흥분 결합 에너지 (60 meV)를 가지며, 이는 엑시톤 (전자 구멍 쌍)이 실온에서 안정적임을 의미합니다. 이는 광전자 애플리케이션의 잠재력을 향상시킵니다.
2. 전도도 :
* 고유 반도체 : 순수한 형태로 ZnO는 낮은 전도도를 나타냅니다. 원자가 밴드가 전자로 채워져 있고 전도 밴드가 비어 있기 때문입니다.
* 도핑 : ZnO의 전도도는 불순물로 도핑하여 크게 증가 할 수 있습니다. 예를 들어, 소량의 알루미늄 (AL)을 ZnO에 첨가하면 N- 타입 전도도를 생성하고 소량의 질소 (N)를 추가하면 P- 타입 전도도가 생성됩니다.
3. 반도성에 기여하는 특성 :
* 직접 밴드 갭 : ZnO는 직접 밴드 갭을 가지고 있으며, 이는 전자가 운동량의 변화를 필요로하지 않고 원자가와 전도 밴드 사이에서 직접 전환 할 수 있음을 의미합니다. 이것은 빛 방출 및 흡수에 매우 효율적입니다.
* 높은 투명성 : ZnO는 광범위한 밴드 갭으로 인해 가시 광선에 투명하여 다양한 광전자 장치에 적합합니다.
* 화학적 안정성 : ZnO는 공기 및 물에서 화학적으로 안정되어 장기 응용 분야에 적합성을 향상시킵니다.
4. 응용 프로그램 :
ZnO의 반도체 특성은 다음을 포함하여 광범위한 응용 분야에서 사용되었습니다.
* 투명 전도성 전극 : ZnO는 태양 전지, 터치 스크린 및 평평한 패널 디스플레이에서 투명 도체로 사용됩니다.
* LED 및 레이저 : 직접 밴드 간격은 UV 빛을 방출하는 LED 및 레이저에 적합합니다.
* 센서 : ZnO는 다양한 화학 물질 및 환경에 대한 민감성으로 인해 가스 센서, UV 센서 및 바이오 센서에 사용됩니다.
* 광촉매 : ZnO는 광촉매를위한 유망한 재료로 오염 물질을 분해하고 청정 에너지를 생성하는 데 사용할 수 있습니다.
요약 : Zno의 와이드 밴드 갭, 높은 엑시톤 바인딩 에너지, 직접 밴드 갭 및 도핑을 통한 조정 가능한 전도도는 다양한 필드에서 수많은 응용 프로그램을 갖춘 귀중한 반도체 재료입니다.
