Селенид цинка используется в качестве материала для производства оптических элементов: окон, линз, зеркал, призм, светоделителей и др., работающих в ИК-диапазоне. CVD-ZnSe выращивается методом химического осаждения из газовой фазы (CVD-chemical vapor deposition). Материал, хотя и поликристаллический, но характеризуется однородной структурой, высоким пропусканием в ИК-области и низкими внутренними потерями, связанными с поглощением и рассеянием. Селенид цинка наиболее часто применяется для изготовлении компонентов для CO2-лазеров (включая высокомощные) и широкополосных спектральных приборов, работающих в диапазоне от 0.6 до 19 микрон. Он также подходит для изготовления изображающей оптики. Вследствие большей ширины запрещенной зоны, чем у германия, компоненты из селенида цинка могут использоваться до более высоких температур (до 2000С против 500С).
В целом, селенид цинка термоустойчив. Из-за высокого показателя преломления материал, как правило, применяется с просветляющим покрытием. Он негигроскопичен и пригоден к работе в большинстве сред, кроме растворов кислот.
Физические и химические свойства ZnSe
| Плотность @ 300 K, г/см3 |
5.27 |
| Температура плавления, K |
1798 |
| Теплопроводность @ 298 K , Дж/( K x м x с) |
18.0 |
| Коэффициент теплового расширения, 1/K |
@ 273 K |
7.1 x 10-6 |
| @ 373 K |
7.8 x 10-6 |
| @ 473 K |
8.3 x 10-6 |
| Теплоемкость @ 298 K, Дж/(г x K) |
0.339 |
| Твердость |
Knoop (индентор 50 г), кг/мм2 |
120 |
| Vickers (индентор 1 кг), кг/мм2 |
112 |
| Модуль Юнга (E), ГПа |
67.2 |
| Модуль объемной упругости (K), ГПа |
40 |
| Предел упругости, МПа |
551 |
| Коэффициент Пуассона |
0.28 |
| Растворимость |
Нерастворим в воде |
| Растворим в кислотах |
| Удельное сопротивление, Ом х см |
1012 |
|
Оптические свойства ZnSe
| Термо-оптический коэффициент, (dn/dT)@10.6 микрон @298-358 K, 1/K |
6.1 x 10-5 |
| Нижняя граница остаточного отражения, микроны |
45.7 |
| Потери за счет отражения @ 10.6 микрон (от 2-х поверхностей), % |
29.1 |
| Неоднородность показателя преломления (dn/n)@0.633 микрон, не более |
3 x 10-5 |
|
Показатель преломления ZnSe
| λ, микроны |
n |
λ, микроны |
n |
λ,микроны |
n |
| 0.54 |
2.6754 |
3.00 |
2.4376 |
10.60 |
2.4028 |
| 0.58 |
2.6312 |
3.40 |
2.4356 |
11.40 |
2.3974 |
| 0.62 |
2.5994 |
3.80 |
2.4339 |
11.80 |
2.3945 |
| 0.66 |
2.5755 |
4.20 |
2.4324 |
12.20 |
2.3915 |
| 0.70 |
2.5568 |
4.60 |
2.4309 |
12.60 |
2.3883 |
| 0.74 |
2.5418 |
5.00 |
2.4295 |
13.00 |
2.3850 |
| 0.78 |
2.5295 |
5.40 |
2.4281 |
13.40 |
2.3816 |
| 0.82 |
2.5193 |
5.80 |
2.4266 |
13.80 |
2.3781 |
| 0.86 |
2.5107 |
6.20 |
2.4251 |
14.20 |
2.3744 |
| 0.90 |
2.5034 |
6.60 |
2.4235 |
14.60 |
2.3705 |
| 0.94 |
2.4971 |
7.00 |
2.4218 |
15.00 |
2.3665 |
| 0.98 |
2.4916 |
7.40 |
2.4201 |
15.40 |
2.3623 |
1.00 |
2.4892 |
7.80 |
2.4183 |
15.80 |
2.3579 |
1.40 |
2.4609 |
8.20 |
2.4163 |
16.20 |
2.3534 |
1.50 |
2.4560 |
8.60 |
2.4143 |
16.60 |
2.3487 |
1.80 |
2.4496 |
9.00 |
2.4122 |
17.00 |
2.3438 |
2.00 |
2.4460 |
9.40 |
2.4100 |
17.40 |
2.3387 |
2.20 |
2.4437 |
9.80 |
2.4077 |
17.80 |
2.3333 |
2.60 |
2.4401 |
10.20 |
2.4053 |
18.20 |
2.3278 |
|
Значение оптического пропускания селенида цинка в коротковолновой части спектра несколько варьируется в разных заготовках, в основном, за счет рассеяния. Мы делим весь материал по этому параметру на две категории. После 7-8 микрон спектры обеих категорий материала совпадают (рис.1). Использование материала соответствующей категории определяется областью применения компонентов.
Рис. 1 Спектр пропускания окна из CVD-ZnSe (толщина 10 мм).
| |
G 1
|
G 2
|
Коэффициент поглощения @10.6 микрон, не более, 1/см
|
(5 - 8) x 10 - 4 |
1 x 10 -3 |
Порог повреждения, не менее, кВт/см2
|
2 - 3 |
- |
|
Мы предлагаем изделия из CVD-ZnSe следующих размеров:
- диаметр: 2- 200 мм;
- максимальная толщина: 15 -20 мм (в зависимости от диаметра).
Обращаем Ваше внимание на то, что данная статья приводится здесь для Вашей информации. Мы не поставляем селенид цинка в заготовках, а только готовые компоненты с покрытиями и без них.
Для дальнейшей информации о селениде цинка и компонентах из него смотрите также следующие разделы: ZnSe оптика для пирометрии, Оптика для CO2 лазеров, ATR-элементы, ИК-поляризаторы, Покрытия.
