图3.16为闪锌矿型（zinc blende）的晶体结构示意图。它属于面心立方点阵，空间群为F 43m，其Strukturbericht符号为B3，Pearson符号为cF8。每个晶胞有8个原子，4个ZnS“分子”，即Z=4。晶胞中原子的位置：S（0，0，0）、（0.5，0.5，0）、（0.5，0，0.5）、（0，0.5，0.5）；Zn（0.25，0.25，0.25）、（0.75，0.75，0.25）、（0.25，0.75，0.75）、（0.75，0.25，0.75）。S、Zn原子的配位数都是4。

图3.16　闪锌矿型结构示意图［图3.16（b）为图3.16（a）的俯视图］（引自Kittle，2005）

闪锌矿型结构可看成是金刚石型结构的演变。晶胞的八个角顶和六个面心位被S占据，四个交错的四面体空位被Zn占据。Zn只占据了1/2的四面体空位，还有一半的四面体空位和全部八面体空隙未被占据。属于这种晶体结构的晶体有：ⅢA～ⅤA族化合物GaAs、InSb、GaP、In As、InP；ⅡB～ⅥA族化合物Cd Te、ZnSe、ZnS；Ⅳ族化合物β-SiC。

19世纪初，SiC（Silicon carbide）就已被合成出来。19世纪末，SiC开始成为一种有用的材料。如今，它有170多种多型结构，但最主要的有α-SiC、β-SiC两种晶型。β-SiC属闪锌矿结构，在2100℃以下是稳定的，常表示为3C。β-SiC的晶格常数为4.36Å，密度为3.21 g/cm3。早期，SiC主要用作磨料和耐火材料。1950年代，人们用添加剂热压烧结法制备出了致密SiC。致密SiC有优异的力学性能（高强度、高硬度、耐磨损）、热学性能（耐高温、低膨胀系数和抗热震性）及化学稳定性，因而它是一类重要的高温结构陶瓷。热压烧结SiC的维氏硬度为2500 kg/mm2，仅次于金刚石、立方BN和B4C等少数几种材料。它的热导率高，在300K时可达270 W/（m·K），其热膨胀系数也较低（为4.0×10-6K-1）。而且，从室温升到1400℃时，SiC的强度无明显下降。因此，它具有优异的高温强度和抗高温蠕变能力。基于以上性能，SiC可用于磨料和切割工具、防弹陶瓷、宇航等工业需要的各种喷嘴，高温窑具和静态热机部件；SiC连续纤维和晶须还常用作先进复合材料的增强体。电学性能方面，SiC的禁带宽度在2.86 eV以上，比Si的禁带宽度1.11 eV宽，这使其成为宽能带半导体。加上SiC比晶体硅有更高的热导率、电场击穿强度和最大电流密度，SiC有望在高功率的半导体材料和微电子领域得到广泛应用。(www.daowen.com)

化学性能方面，SiC在1500℃以下可与氧反应而在表面形成与其结合牢固且致密的SiO2层。SiO2层可阻碍氧向SiC内部进一步扩散，故其抗氧化性好。为提高超高温陶瓷ZrB2的抗氧化性，人们还常常在ZrB2中加入一定量的SiC。在高温下，产生的液态硼硅质玻璃渗入ZrO2空隙中，可阻碍氧的扩散。此外，它还可作为非均相催化剂的载体。

GaAs（Gallium arsenide），晶格常数为5.65Å，密度为5.32 g/cm3，300K时的禁带宽度为1.43 eV。以GaAs、InP等为代表的化合物半导体为直接带隙半导体，Si为间接带隙型。直接带隙半导体材料的发光效率高，还具有电子饱和漂移速度高、耐高温、抗辐照等特点。

简介一下宽带隙半导体。宽带隙半导体主要指禁带宽度大于2.7 eV的半导体材料，如SiC、ZnO、GaN和金刚石等。今天，90%以上的电子器件是以半导体Si为基础的。随着极大规模集成电路的发展，对半导体材料的要求越来越高。早在20世纪50年代，Si和Ⅲ～Ⅴ族化合物半导体在微电子领域就获得了很大进展。这也使半导体激光器获得了广泛应用。但产生的激光大都在红外区，而很少在可见光的红光区、绿光区。这主要是缺少合适的宽禁带半导体。后来，人们对以GaN、ZnSe为代表的宽带隙半导体进行了深入研究。在1990年代，GaN材料的研究取得了重要突破，并推动了相关技术的发展。

在宽带隙半导体中，有一类是高温半导体。军事和宇航等工业要求电子器件的工作温度在500～600℃，而半导体Si的工作温度一般不超过200℃。为提高半导体器件的工作温度，这些领域的半导体材料，其带隙要宽，高温性能才较稳定。其中，SiC是最早得到研究的一种高温半导体材料。如今，SiC和人造金刚石薄膜都是高温半导体材料的代表。