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最終更新 2026-10-28

閃亜鉛鉱構造とは(せん亜鉛鉱型)

Zincblende Structure

閃亜鉛鉱構造とは、ダイヤモンド構造と同じ原子の並び方で、2種類の原子が交互に並んだ結晶構造です。GaAsやInPなど多くのIII-V族の化合物半導体がこの構造で、どの原子も異なる種類の原子4個に正四面体の形で囲まれます。層の重ね方が六方晶になったものがウルツ鉱構造です。

目次7項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連用語
  6. 比較・違いを学ぶ
  7. 出典・参考資料

定義・解説

閃亜鉛鉱構造(せん亜鉛鉱型構造)とは、ダイヤモンド構造と同じ原子の並び方で、2種類の原子が交互に並んだ結晶の構造です。名前は、この構造をとる鉱物の閃亜鉛鉱(ZnS)に由来します。2種類の原子それぞれが面心立方格子を作り、互いに立方体の対角線の1/4だけずれて重なっていて、どの原子も4個の異なる種類の原子に正四面体の形で囲まれています。

多くのIII-V族の化合物半導体がこの構造をとり、GaAs、InP、GaP、InAs、AlAs、立方晶のSiC(3C-SiC)などが代表例です。シリコンと同じ骨組みなので、ミラー指数などの考え方も同じように使えます。ただし、2種類の原子が並ぶため、たとえばGaAsの(111)面には、Gaだけが出る面とAsだけが出る面があり、結晶の向きによって表面の性質やエッチングの速さが変わります。

同じ組み合わせの原子でも、層の重ね方が六方晶になったものがウルツ鉱構造です。GaNやZnOはふつうウルツ鉱構造ですが、条件によって閃亜鉛鉱構造の結晶も作れます。ダイヤモンド構造が1種類の元素の結晶なのに対し、閃亜鉛鉱構造は2種類の元素の結晶という点が違いで、化合物半導体の基板やエピタキシャル成長を理解するうえで基本となる構造です。

図解

閃亜鉛鉱構造とウルツ鉱構造を、結晶系・層の重ね方・代表的な材料・1元素の場合で比較した表

図をタップで2倍に拡大

どちらも各原子が異種原子4個に正四面体の形で囲まれる。

よくある質問(FAQ)

閃亜鉛鉱構造とダイヤモンド構造の違いは何ですか?
原子の並び方はまったく同じで、違いは原子の種類です。ダイヤモンド構造はシリコンやダイヤモンドのように1種類の原子だけでできており、閃亜鉛鉱構造はGaAsのように2種類の原子(GaとAs)が交互に並んでいます。そのため閃亜鉛鉱構造には、面によって片方の原子だけが出る極性があります。
閃亜鉛鉱構造の読み方は?
「せんあえんこうこうぞう」と読みます。「閃亜鉛鉱」は硫化亜鉛(ZnS)の鉱物の名前で、この鉱物がとる結晶構造であることから名前がついています。英語ではzincblende structure、またはsphalerite structureと呼ばれます。

設備の製造メーカー

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比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. 山梨大学 鍋谷暢一「結晶工学特論 第3回目」(2026/10/28 確認)