O sulfeto de cádmio (CdS) cristaliza primariamente na estrutura wurtzita (hexagonal) em condições padrão — grupo espacial P6₃mc (Nº 186).
Detalhes da Estrutura Wurtzita
| Parâmetro | Valor |
|---|
| Constantes de rede | a = 4,136 Å, c = 6,714 Å (c/a = 1,623) |
| Coordenação Cd | Tetraédrica (4 vizinhos S) |
| Coordenação S | Tetraédrica (4 vizinhos Cd) |
| Caráter da ligação | ~70% covalente / 30% iônico |
| Band gap (300 K) | 2,42 eV (direto) — cor amarela |
| Densidade | 4,82 g/cm³ |
Polimorfo Zinc Blende (Cúbico)
- Grupo espacial F-43m (Nº 216).
- Metaestável em TA; estabilizado por crescimento epitaxial em substratos cúbicos (GaAs, InP) ou síntese de alta pressão.
- Constante de rede: a = 5,818 Å.
- Band gap: 2,50 eV (direto).
Estabilidade de Fase
- Wurtzita é termicamente estável abaixo de ~1250°C a 1 atm.
- Transição zinc blende → wurtzita é reconstructiva (lenta, precisa nucleação).
- Nanopartículas <10 nm podem favorecer zinc blende devido a energia de superfície.
Aplicações Aproveitando a Estrutura
- Fotodetectores / células solares: Gap direto + alto coeficiente de absorção (10⁵ cm⁻¹ a 500 nm).
- Quantum dots: Emissão sintonizável por tamanho (400–650 nm) via confinamento quântico.
- Fotocatálise: Posição da banda de condução permite evolução de H₂, degradação de poluentes.
- Transistores de filme fino: Camada buffer de CdS policristalino em células solares CIGS/CdTe.
Wurtzita CdS é a estrutura de referência para semicondutores II-VI — ânions em empacotamento hexagonal compacto com cátions em metade dos interstícios tetraédricos.
