Иодид кадмия CdI: оптические и сцинтилляционные монокристаллы
Иодид кадмия CdI — слоистое ионно-ковалентное соединение с гексагональной политипией (преимущественно политип 4H), плотностью 5,67 г/см и температурой плавления 387 C. Вещество существует в виде порошка квалификации «ч. д. а.», поликристаллических заготовок и монокристаллов, выращиваемых методом Бриджмена — Стокбаргера в запаянных ампулах из кварцевого стекла. Ширина запрещённой зоны при 300 K — 3,2 эВ, что определяет прозрачность в видимой области и фотопроводимость при УФ-облучении.
Кристаллохимические и физические параметры
Ключевая особенность CdI — слабое ван-дер-ваальсово связывание между йод-кадмиевыми слоями, из-за чего кристалл легко расщепляется по базисной плоскости (0001). Это свойство используют при изготовлении сколов для растровой электронной микроскопии и подложек для эпитаксии. Анизотропия подвижности носителей заряда достигает двух порядков: вдоль слоёв она существенно выше, чем в направлении оси c.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 5,67 г/см | пикнометрия | 20 C | поликристалл |
| Температура плавления | 387 C | ДТА | инертная атмосфера | сублимируется |
| Ширина запрещённой зоны | 3,2 эВ | оптическое поглощение | 300 K | прямой переход |
| Растворимость в воде | 85 г/100 мл | гравиметрия | 20 C | экзотермична |
Применение в приборостроении и аналитике
- Сцинтилляционные элементы для регистрации рентгеновского излучения в дифрактометрах и медицинских томографах.
- Фоточувствительные слои в УФ-детекторах и координатных сенсорах.
- Оптические окна и поляризаторы ИК-диапазона в спектрометрах.
- Прекурсор для синтеза люминофоров и металлоорганических соединений кадмия.
Технологические и эксплуатационные ограничения
Материал гигроскопичен и требует хранения в эксикаторе над PO при влажности не выше 30 %. При нагреве выше 400 C диссоциирует с выделением паров йода, поэтому термическую обработку ведут в вакуумированных кварцевых ампулах. Соединение токсично (класс опасности 1), работы выполняют в вытяжных шкафах с фильтрацией аэрозолей. Для легирования применяют добавки Tl и Na, повышающие световыход сцинтилляций.
Вопросы и ответы
При какой температуре сублимируется иодид кадмия?
Интенсивная сублимация начинается выше 300 C в вакууме; при атмосферном давлении вещество плавится при 387 C с частичной диссоциацией.
Чем отличается политип 4H от 2H?
Политип 4H имеет тетрагональную упаковку слоёв и более высокую оптическую однородность, тогда как 2H кристаллизуется в гексагональной сингонии и чаще встречается в порошковых пробах.
Как хранить монокристаллы CdI?
В герметичных боксах с осушителем, исключая контакт с влагой и прямое УФ-облучение, вызывающее фотолиз поверхности.
Какая квалификация реактива доступна для закупки?
Порошок «ч. д. а.» с содержанием основного вещества не менее 99,5 % и монокристаллические пластины диаметром до 50 мм.
