閃亜鉛鉱の格子パラメーターを決定する方法

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著者: Peter Berry
作成日: 12 Aug. 2021
更新日: 16 11月 2024
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【高校化学】結晶格子⑦(イオン結晶:CaF2型、ZnS型)【理論化学】
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閃亜鉛鉱または閃亜鉛鉱の構造は、ダイヤモンドの構造によく似ています。ただし、閃亜鉛鉱はダイヤモンドとは異なり、2種類の原子で構成されていますが、ダイヤモンド構造は単一の元素に関連付けられています。閃亜鉛鉱の単位格子は立方体であり、格子定数またはセルの辺の長さで表されます。閃亜鉛鉱の単位格子は、互いにわずかにずらされた2つの重なり合った顔中心の単位格子として視覚化できます。閃亜鉛鉱構造内の原子は密集しているため、格子定数を単位セル内の原子のサイズに関連付けることができます。

    周期表または化学ハンドブックで閃亜鉛鉱構造で結晶化された2つの元素の原子半径を調べます。原子半径は「共有結合」または「イオン半径」としてラベル付けされる場合があり、周期表を比較する場合、半径の値は測定または計算に使用される方法に依存するため、要素の半径は異なる場合があることに注意してください。一方の要素の原子半径をR1で表し、もう一方の要素の半径をR2で表します。たとえば、閃亜鉛鉱構造の半導体であるGaAsの格子定数を計算する場合、Ga(R1 = 0.126 nm)とAs(0.120 nm)の原子半径を調べます。

    原子半径を追加して、R1 + R2の合計半径を取得します。たとえば、GaAsの格子定数を決定する場合、GaおよびAsの原子半径を追加します。結合された半径は0.246 nm = 0.126 nm + 0.120 nm = R1 + R2です。

    式:a =(4/3 ^(1/2))x(結合半径)を使用して閃亜鉛鉱の格子定数(a)を計算します。たとえば、GaAsの格子定数は、a = 0.568 nm =(4/3 ^(1/2))x(0.126 nm + 0.120 nm)=(4/3 ^(1/2))x(R1 + R2)。