半導体用語集

テルル化水銀カドミウム

英語表記：HgCdTe

　HgTeとCdTeの混晶であり，HgTeの諸性質は以下のとおりである。結晶構造：閃亜鉛鉱構造。格子定数：0.6461nm。バンド構造：直接遷移型。エネルギーギャップ：-0.3025eV（2K），-0.141eV（RT）。スピン軌道分裂エネルギー：0.80eV。有効質量：伝導帯mc*/m₀= 0.031，重正孔帯mhh*/m₀=0.378，軽正孔帯mlh*/m₀=0.028。ルッティンジャパラメータ：γ₁=-18.68，γ₂=-10.19，γ₃=-9.56。比誘電率：ε(0)=21，ε∞=15。フォノンエネルギー：LO=17.1，16.4meV，TO=14.6meV。弾性定数（×10¹¹dyne/cm²）：c₁₁=5.97，c₁₂=4.15，c₄₄=2.26。熱膨張係数：4×10⁻⁶/K（RT）。融点：670℃。
　HgTeとCdTeはほぼ格子整合しており，混晶を作製した際に格子歪の問題が比較的少ない。HgxCd₁₋xTeのエネルギーギャップ：Eg=-304+0.63T²(1-2x)/(11+T)+1858x+54x²（meV，TはKで与える温度）。HgxCd₁₋xTeの有効質量：伝導帯mc*/m₀=-0.6+19,000(667+Eg)/(1,000Eg+Eg²)（EgはmeVで与える）。このように組成の選択によって，半金属のHgTeからバンドギャップ1.5eVのCdTeまで自由に選択でき，波長2.8～14μmの光伝導型光検出器となる。Cd組成20%程度で10μm帯の赤外線検出器として機能し，77K程度の冷却で使用する。光起電力光検出器はpn接合の暗電流の増加によって特性が劣化するため，格子不整合による欠陥の発生を完全に防ぐ必要がある。このためにはHgCdTe成長膜に格子整合した基板として，CdZnTe基板が用いられることもある。このようにして赤外線検出器として実用化され，現在も研究開発が進められている。


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