Quecksilber-Cadmium-Tellurid

Quecksilber-Cadmium-Tellurid, Hg_1−xCd_xTe (englisch mercury cadmium telluride, MCT) ist eine ternäre Halbleiterverbindung aus Cadmiumtellurid und Quecksilbertellurid. Es ist ein direkter Halbleiter.

Kristallstruktur

Kristallstruktur von Hg_1−xCd_xTe mit Hg und Cd gemischt in gelb, Te in weiß.

Die gesamte Mischungsreihe Hg_1−xCd_xTe 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

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 Hg_1−xCd_xTe 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

• 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]).