Quecksilber-Cadmium-Tellurid

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Quecksilber-Cadmium-Tellurid, Hg1−xCdxTe (englisch mercury cadmium telluride, MCT) ist eine ternäre Halbleiterverbindung aus Cadmiumtellurid und Quecksilbertellurid. Es ist ein direkter Halbleiter.

Kristallstruktur

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Kristallstruktur von Hg1−xCdxTe mit Hg und Cd gemischt in gelb, Te in weiß.

Die gesamte Mischungsreihe Hg1−xCdxTe inklusive der beiden Randphasen HgTe und CdTe kristallisiert in der Zinkblende-Struktur in der Raumgruppe F43m (Raumgruppen-Nr. 216)Vorlage:Raumgruppe/216. Quecksilber und Cadmium teilen sich ein Untergitter, wo sie statistisch ungeordnet verteilt sind. Das andere Untergitter besteht komplett aus Tellur. Alle Atome sind dabei tetraedrisch koordiniert.[1]

Verwendung

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Bandabstand als Funktion des Cadmiumanteils bei verschiedenen Temperaturen

Quecksilber-Cadmium-Tellurid wird als Ausgangsmaterial für Infrarotsensoren eingesetzt, beispielsweise beim High-Resolution Instrument der Raumsonde Deep Impact sowie bei der NIRCam des James-Webb-Teleskops. Der Cadmiumanteil in Hg1−xCdxTe bestimmt den Bandabstand und damit die Wellenlängenempfindlichkeit. Je nach Zusammensetzung kann damit die Cut-off-Wellenlänge verschoben werden. Bei 0 % Quecksilber (also CdTe) beträgt der Bandabstand maximal 1,5 eV.

Es wurde zum ersten Mal 1958 von einer Forschergruppe in England synthetisiert.[2] Aufgrund der Linearität des photoelektromagnetischen Effektes von der Magnetfeldstärke können Dünnfilm-Sensoren dieses Typs auch für konstruktiv einfache Magnetometer mit kleiner Zeitkonstante eingesetzt werden.[3]

Literatur

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  • P. Norton: HgCdTe infrared detectors. In: Opto-Electronics Review. Band 10, Nr. 3, 2002, S. 159–174 (web.archive.org [PDF; 1,3 MB; abgerufen am 1. September 2021]).

Einzelnachweise

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  1. ↑ W.D. Lawson, S. Nielsen, E.H. Putley, A.S. Young: Preparation and properties of HgTe and mixed crystals of HgTe-CdTe. In: Journal of Physics and Chemistry of Solids. 9, 1959, S. 325, doi:10.1016/0022-3697(59)90110-6.
  2. ↑ W.D. Lawson, S. Nielsen, E.H. Putley, A.S. Young: Preparation and properties of HgTe and mixed crystals of HgTe-CdTe. In: Journal of Physics and Chemistry of Solids. Band 9, Nr. 3–4, Februar 1959, S. 325–329, doi:10.1016/0022-3697(59)90110-6.
  3. ↑ Manfred von Ardenne: Effekte der Physik und ihre Anwendungen. 3. Auflage. Frankfurt am Main 2005, ISBN 3-8171-1682-9.
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