Sink telluride (ZnTE), 'n belangrike II-VI-halfgeleiermateriaal, word wyd gebruik in infrarooi opsporing, sonkragselle en opto-elektroniese toestelle. Onlangse vooruitgang in nanotegnologie en groenchemie het die produksie geoptimaliseer. Hieronder is die huidige hoofstroom ZnTE -produksieprosesse en sleutelparameters, insluitend tradisionele metodes en moderne verbeterings:
________________________________________
I. Tradisionele produksieproses (direkte sintese)
1. Bereiding van grondstowwe
• Sink met 'n hoë suiwerheid (Zn) en tellurium (TE): suiwerheid ≥99.999% (5N-graad), gemeng in 'n molêre verhouding van 1: 1.
• Beskermende gas: argon (AR) of stikstof (N₂) met 'n hoë suiwerheid om oksidasie te voorkom.
2. Prosesvloei
• Stap 1: Vakuum smelt sintese
o Meng Zn- en TE -poeiers in 'n kwartsbuis en ontruim tot ≤10⁻³ Pa.
o Verwarmingsprogram: Verhit by 5-10 ° C/min tot 500–700 ° C, hou 4-6 uur.
o Reaksievergelyking: Zn+TE → ΔZnTeZn+TEΔZNTE
• Stap 2: uitgloeiing
o Gloei die ru -produk vir 2-3 uur by 400–500 ° C om die roosterdefekte te verminder.
• Stap 3: verplettering en sif
o Gebruik 'n balmeule om die grootmaatmateriaal tot die teikendeeltjiegrootte te maal (hoë-energie-balfrees vir nanoskaal).
3. Sleutelparameters
• Temperatuurbeheer akkuraatheid: ± 5 ° C
• Koeltempo: 2-5 ° C/min (om termiese spanningskrake te vermy)
• Deeltjiegrootte van die grondstof: Zn (100–200 maas), TE (200–300 maas)
________________________________________
Ii. Moderne verbeterde proses (solvotermiese metode)
Die solvotermiese metode is die hoofstroomtegniek vir die vervaardiging van nanoskale ZnTE, wat voordele bied soos beheerbare deeltjiegrootte en lae energieverbruik.
1. grondstowwe en oplosmiddels
• Voorgangers: sinknitraat (Zn (no₃) ₂) en natrium telluriet (na₂teo₃) of telluriumpoeier (TE).
• Verminderende middels: hidrasienhidraat (N₂H₄ · H₂O) of natriumborhidried (NABH₄).
• Oplosmiddels: etileendiamien (EDA) of gedeïoniseerde water (DI -water).
2. Prosesvloei
• Stap 1: Voorloperoplossing
o Los Zn (no₃) ₂ en na₂teo₃ op in 'n 1: 1 molverhouding in die oplosmiddel onder roer.
• Stap 2: Reduksiereaksie
o Voeg die verminderde middel by (bv. N₂h₄ · h₂o) en verseël in 'n hoëdruk-outoklaaf.
o Reaksietoestande:
Temperatuur: 180–220 ° C
Tyd: 12–24 uur
Druk: self-gegenereer (3-5 MPa)
o Reaksievergelyking: Zn2 ++ TEO32−+Verminderende middel → ZnTE+neweprodukte (bv
• Stap 3: na-behandeling
o Sentrifuge om die produk te isoleer, was 3-5 keer met etanol en DI -water.
o Droog onder vakuum (60-80 ° C vir 4-6 uur).
3. Sleutelparameters
• Voorloperskonsentrasie: 0,1–0,5 mol/L
• PH -beheer: 9–11 (alkaliese toestande bevoordeel reaksie)
• Deeltjiegrootte -beheer: Pas aan via oplosmiddeltipe (bv. EDA lewer nanowires; waterfase opbrengste nanodeeltjies).
________________________________________
Iii. Ander gevorderde prosesse
1. Chemiese dampafsetting (CVD)
• Toepassing: Dunfilmvoorbereiding (bv. Solarselle).
• Voorlopers: diethylzinc (Zn (C₂h₅) ₂) en diethyltellurium (TE (C₂H₅) ₂).
• Parameters:
o Afsettingstemperatuur: 350–450 ° C
o draergas: H₂/AR -mengsel (vloeitempo: 50–100 SCCM)
o Druk: 10⁻² - 10⁻³ Torr
2. Meganiese legering (balfrees)
• Kenmerke: oplosmiddelvrye, lae temperatuur sintese.
• Parameters:
o Bal-tot-poeier-verhouding: 10: 1
o Maaltyd: 20–40 uur
o Rotasiesnelheid: 300–500 r / min
________________________________________
Iv. Kwaliteitskontrole en karakterisering
1. Suiweringsanalise: X-straaldiffraksie (XRD) vir kristalstruktuur (hoofpiek by 2θ ≈25,3 °).
2. Morfologiebeheer: transmissie -elektronmikroskopie (TEM) vir nanopartikelgrootte (tipies: 10–50 nm).
3. Elementêre verhouding: Energie-verspreidende X-straalspektroskopie (EDS) of induktief gekoppelde plasma-massaspektrometrie (ICP-MS) om Zn ≈1: 1 te bevestig.
________________________________________
V. Veiligheid en omgewingsoorwegings
1. Afvalgasbehandeling: absorbeer H₂TE met alkaliese oplossings (bv. NaOH).
2. Herstel van oplosmiddel: herwin organiese oplosmiddels (bv. EDA) via distillasie.
3. Beskermingsmaatreëls: Gebruik gasmaskers (vir H₂Te-beskerming) en korrosie-weerstandige handskoene.
________________________________________
Vi. Tegnologiese neigings
• Groen sintese: ontwikkel waterfase-stelsels om organiese oplosmiddelgebruik te verminder.
• Dopingmodifikasie: Verbeter geleidingsvermoë deur doping met Cu, Ag, ens.
• Grootskaalse produksie: neem deurlopende vloei-reaktore aan om KG-skaal groepe te bereik.
Postyd: MAR-21-2025