硫化亜鉛

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硫化亜鉛
左は閃亜鉛鉱構造、右はウルツ鉱構造
IUPAC名	硫化亜鉛
組成式	ZnS
式量	97.48 g/mol
形状	白色から黄色の結晶または粉末
CAS登録番号	1314-98-3
密度と相	4.0 g/cm3, 固体
融点	1718 ℃ (1991 K)
沸点	1180 ℃（昇華）
出典	ICSC

硫化亜鉛（りゅうかあえん）は組成式 ZnS で表される共有結合性の化合物で、白または黄色の粉末または結晶である。普通はより安定な立方晶系型として存在し、これは閃亜鉛鉱として産出する。六方晶系型は合成によって得られるが、ウルツ鉱としても天然に存在する。閃亜鉛鉱とウルツ鉱はそれぞれ固有の大きなバンドギャップを持つ半導体である。300 ケルビンにおけるバンドギャップの値は、閃亜鉛鉱が3.91電子ボルト、ウルツ鉱が3.54電子ボルトである。

閃亜鉛鉱型からウルツ鉱型への結晶構造の転移は約1293.15ケルビンで起こる。閃亜鉛鉱型 ZnS の融点は1991ケルビンで、その298ケルビンにおける標準生成エンタルピーは −204.6 KJ/mol である。

[編集] 製法

硫黄と亜鉛の直接化合、または亜鉛イオンを含む水溶液に硫化水素を吹き込むことで生成する。

[編集] 用途

初期の核物理学においてアーネスト・ラザフォードらはシンチレーターとして用いた。これは硫化亜鉛がX線や電子線によって励起された際に発光するという性質を利用したもので、X線の増感剤やブラウン管の材料としても有用であった。不純物が存在すると燐光を持つようになり、青色光または紫外線を発する。

数ppm程度の活性剤を添加して発光体として用いられ、ブラウン管、X線スクリーンや暗所で光る部品（蓄光剤）など多くの用途を持つ。銀が活性剤として使われた場合、発する光は最長波長450ナノメートルの明るい青に、マンガンの場合は黄色になる。銅の場合は発光時間の長い、蓄光剤として良く知られる緑色っぽい色になる。銅をドーピングした硫化亜鉛 (ZnS:Cu) はエレクトロルミネセンスパネルなどにも用いられる。

赤外光用の光学素子としても使われ、可視光から12マイクロメートル以上の波長を透過する。平面状の光学窓やレンズの形で使用される。商標名としてCleartranやIrtran-2などがある。

ドーピングによりN型半導体とP型半導体の両方として使用することができるが、これはII-VI族半導体としては珍しい性質である。

[編集] 関連項目

• 酸化亜鉛
• セレン化亜鉛
• 硫化カドミウム