Le sulfure de cadmium (CdS) cristallise principalement en structure wurtzite (hexagonale) aux conditions standards — groupe d'espace P6₃mc (N° 186).
Détails structure wurtzite
| Paramètre | Valeur |
|---|
| Constantes maille | a = 4,136 Å, c = 6,714 Å (c/a = 1,623) |
| Coordination Cd | Tétraédrique (4 voisins S) |
| Coordination S | Tétraédrique (4 voisins Cd) |
| Caractère liaison | ~70 % covalent / 30 % ionique |
| Gap bande (300 K) | 2,42 eV (direct) — couleur jaune |
| Densité | 4,82 g/cm³ |
Polymorphe Zinc Blende (Cubique)
- Groupe d'espace F-43m (N° 216).
- Métastable à TP ; stabilisé par croissance épitaxiale sur substrats cubiques (GaAs, InP) ou synthèse haute pression.
- Constante maille : a = 5,818 Å.
- Gap bande : 2,50 eV (direct).
Stabilité phases
- Wurtzite est thermodynamiquement stable en dessous ~1250 °C à 1 atm.
- Transition zinc blende → wurtzite est reconstructive (lente, nécessite nucléation).
- Nanoparticules <10 nm peuvent favoriser zinc blende dû à énergie surface.
Applications tirant parti structure
- Photodétecteurs / cellules solaires : Gap direct + fort coefficient absorption (10⁵ cm⁻¹ à 500 nm).
- Points quantiques : Émission accordable taille (400–650 nm) via confinement quantique.
- Photocatalyse : Position bande conduction permet évolution H₂, dégradation polluants.
- Transistors couches minces : Couche tampon CdS polycristallin dans cellules solaires CIGS/CdTe.
Wurtzite CdS est la structure référence pour semi-conducteurs II-VI — anions compactage hexagonal dense avec cations dans la moitié des interstices tétraédriques.
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