Struttura cristallina del solfuro di cadmio (CdS)
Il solfuro di cadmio (CdS) cristallizza principalmente nella struttura wurtzite (esagonale) in condizioni standard — gruppo spaziale P6₃mc (No. 186).
Dettagli Struttura Wurtzite
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Costanti di reticolo | a = 4,136 Å, c = 6,714 Å (c/a = 1,623) |
| Coordinazione Cd | Tetraedrica (4 vicini S) |
| Coordinazione S | Tetraedrica (4 vicini Cd) |
| Carattere del legame | ~70% covalente / 30% ionico |
| Band gap (300 K) | 2,42 eV (diretto) — colore giallo |
| Densità | 4,82 g/cm³ |
Polimorfo Zinc Blende (Cubico)
- Gruppo spaziale F-43m (No. 216).
- Costante di reticolo: a = 5,818 Å.
- Band gap: 2,50 eV (diretto).
Stabilità di Fase
- La wurtzite è termodinamicamente stabile sotto ~1250°C a 1 atm.
- La transizione zinc blende → wurtzite è ricostruttiva (lenta, necessita nucleazione).
- Nanoparticelle <10 nm possono favorire zinc blende per l'energia superficiale.
Applicazioni che Sfruttano la Struttura - Fotodetettori / celle solari: Gap diretto + alto coefficiente di assorbimento (10⁵ cm⁻¹ a 500 nm).
- Quantum dots: Emissione regolabile per dimensione (400–650 nm) tramite confinamento quantistico.
- Fotocatalisi: Posizione banda di conduzione consente evoluzione H₂, degradazione inquinanti.
- Transistor a pellicola sottile: Strato buffer policristallino CdS in celle solari CIGS/CdTe.
La wurtzite CdS è la struttura di riferimento per i semiconduttori II-VI — anioni impacchettati esagonalmente chiusi con cationi nella metà degli interstizi tetraedrici.