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硫化亜鉛についての概要、用途、原理などをご説明します。また、硫化亜鉛のメーカー13社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。硫化亜鉛関連企業の2024年10月注目ランキングは1位:Changsha Easchem Co., Limited、2位:株式会社ティーディーワイ、3位:有限会社クリスタルベースとなっています。
硫化亜鉛とは、化学式ZnSで表される亜鉛の硫化物です。
硫化亜鉛は白色または黄色の粉末や結晶で、密度は4.0g/cm3、融点は1,718°C、昇華点は1,180°Cです。天然ではせん亜鉛鉱 (英: sphaleriteまたはzincblende) として産出され、ウルツ鉱 (英: wurtzite) としてもまれに産出されます。
一般的には安定な立方晶系型として存在しており、閃亜鉛鉱として産出されます。六方晶系型は合成により得られますが、ウルツ鉱として天然にも存在しています。
硫化亜鉛の使用用途は、蛍光体の原料、塗料、ゴム用顔料、リトポン、皮革、歯科用ゴム、X線スクリーン、半導体レーザー結晶材料などです。適当な不純物を添加した硫化亜鉛は、紫外線を照射するとケイ光を発するため、古くからケイ光体として利用されてきました。
発光色は不純物の種類によって変更可能で、電子ビームによっても発光するため、テレビなどのブラウン管のケイ光面に塗布されています。少量のラジウムやトリウムを混ぜることで、時計用の夜光塗料としても使用されています。
硫化亜鉛が水分を含んでいるときは、空気中で徐々に酸化され、硫酸亜鉛となります。硫化亜鉛は水やアルカリには不溶で、鉱酸には可溶です。新しく作った硫化亜鉛は酸に溶けます。
天然で産出される閃亜鉛鉱とウルツ鉱は、それぞれ大きな固有のバンドギャップ (英: band gap) を有する半導体です。300Kにおけるバンドギャップの値は、ウルツ鉱が3.91eV、閃亜鉛鉱が3.54eVです。
なお、硫化亜鉛は組成式がZnSの、共有結合性の化合物です。およそ1,293Kで、閃亜鉛鉱型からウルツ鉱型の結晶構造の転移が起きます。閃亜鉛鉱型の硫化亜鉛の融点は1,991Kで、298Kにおける標準生成エンタルピーは−204.6kJ/molです。
硫黄と亜鉛の直接化合によって、硫化亜鉛は生成します。亜鉛イオンを含んだ水溶液に、硫化水素を吹き込むことによって、硫化亜鉛を得ることも可能です。
初期の原子物理学で、アーネスト・ラザフォード (英: Ernest Rutherford) らは、蛍光体材料であるシンチレータ (英: Scintillator) として硫化亜鉛を用いました。アルファ線、X線、電子線などの放射線により励起されたときに、硫化亜鉛が発光する性質を利用しています。そのため硫化亜鉛は、X線の増感剤やブラウン管の材料としても有用です。不純物が存在する場合には燐光になり、青色光や紫外線を発します。
当時の技術では自動計測が困難だったため、硫化亜鉛の粉末を用いて、ラザフォードらは暗室で目測により発光を数えていました。そしてアルファ線を物質に照射するラザフォード散乱 (英: Rutherford scattering) の実験に応用することで、原子核の存在を証明しました。未だに硫化亜鉛は、アルファ線の検出用素子として有用です。
硫化亜鉛は蓄光剤として使用することが可能です。数ppmほどの活性剤を添加すると、ブラウン管やX線スクリーンのほか、暗所などで光る部品として役立ちます。例えば発する光は、銀が活性剤に使われた場合には明るい青色に、マンガンの場合には黄色になります。
蓄光剤として良く知られているのは、発光時間が長い銅の場合の、緑色っぽい色です。銅をドーピングした硫化亜鉛は、エレクトロルミネセンスパネル (英: Electroluminescence) にも利用されています。
硫化亜鉛は赤外光用の光学素子としても使用されています。可視光から12μm以上の波長を透過し、平面状の光学窓やレンズとして使用可能です。
さらにドーピングによって、P型半導体とN型半導体の両方として利用できます。II-VI族半導体としては、珍しい性質です。
参考文献
https://labchem-wako.fujifilm.com/sds/W01W0126-0043JGHEJP.pdf
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2024年10月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | Changsha Easchem Co., Limited |
10.0%
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| 2 | 株式会社ティーディーワイ |
10.0%
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| 3 | 有限会社クリスタルベース |
10.0%
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| 4 | 株式会社ソルテック |
10.0%
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| 5 | 株式会社高純度化学研究所 |
10.0%
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| 6 | キシダ化学株式会社 |
10.0%
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| 7 | 林純薬工業株式会社 |
10.0%
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| 8 | 富士フイルム和光純薬株式会社 |
10.0%
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| 9 | XI'AN FUNCTION MATERIAL GROUP CO.,LTD |
5.0%
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| 10 | USTRON株式会社 |
5.0%
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