5.2 III-V- und II-VI-Verbindungen

Die überwiegende Zahl technisch wichtiger halbleitender Verbindungen leitet sich vom Silicium (Diamantstruktur) ab und kristallisiert in der Zinkblende-Struktur. Bedingung ist, daß die mittlere Valenzelektronenkonzentration 4 beträgt.

Bei den Tetraederstrukturen gibt es neben der Zinkblende als zweiten wichtigen Typ die Wurtzit-Struktur, die jedoch vor allem bei großen Elektronegatvitätsdifferenzen zwischen den beiden Partnern auftritt:

Zinkblende	Wurtzit
VRML	VRML
Sechsecke alle in Sesselkonformation	Sechsecke in der Schicht in Sessel-, dazwischen in Wannen-Konformation
bei großen Nichtmetallatomen	bei kleinen Nichtmetallatomen
bei wenig elektronegativen Anionen	bei stark elektronegativen Anionen
bei kleinem ΔEN	bei großem ΔEN
typische Halbleiter	typische Salze
Beispiele: GaAs, HgTe	Beispiele: BeO, ZnO, AlN, GaN

Außer bei den binären Verbindungshalbleitern findet man - vorausgesetzt die mittlere Valenzelektronenkonzentration ist 4 - diverse Überstrukturvarianten der Zinkblende. Für binäre Verbindungen tritt die Zinkblendestruktur also auf, wenn die beiden Bindungspartner symmetrisch zur 4. Hauptgruppe stehen. (Alkali- und Erdalkalimetalle sind zu elektropositiv und bilden mit den Halogenen bzw. Chalkogenen typische Salzstrukturen, sind also Isolatoren.):

Si,Ge IV

Ga, In, Tl P, As, Sb III-V

Zn, Cd, Hg Se, Te II-VI

Cu, Ag Cl, Br I-VII

Extrem wichtig für die technische Anwendung der Halbleiter ist die Größe der Bandlücke. Hier eine graphische Übersicht für die Bandlücken binärer Grimm-Sommerfeld-Verbindungen, gegen die Molmasse aufgetragen:

Während AlN noch zu den Isolatoren zu rechnen ist, nimmt die Bandlücke mit steigender Ordnungszahl ab, d.h. die Verbindungen werden metallischer. Verbindungen zeigen stets eine größere Bandlücke als die Elemente derselben Periode. Dies ist insofern verständlich, als hier Elektronegativitätsunterschiede vorliegen und damit der salzartiger Charakter erhöht ist.

Neben den einfachen III-V- und II-VI-Verbindungen bilden die B-Elemente miteinander diverse weitere Verbindungen...

⇦ Inhalt Kap. 1 Kap. 2 Kap. 3 Kap. 4 Kap. 5 Kap. 6 Kap. 7 Kap. 8 Lit. ⇨

cr_home Metalle Nichtmetalle Strukturchemie Festkörperchemie Oxide Silicate Strukturtypen

			Si,Ge				IV
		Ga, In, Tl		P, As, Sb			III-V
	Zn, Cd, Hg				Se, Te		II-VI
Cu, Ag						Cl, Br	I-VII