Цынк-тэлурыд (ZNTE), важны паўправадніковы матэрыял II-VI, шырока выкарыстоўваецца ў інфрачырвоным выяўленні, сонечных элементах і оптаэлектронных прыладах. Апошнія дасягненні ў галіне нанатэхналогіі і зялёнай хіміі аптымізавалі сваю вытворчасць. Ніжэй прыведзены цяперашнія асноўныя працэсы вытворчасці ZNTE і ключавыя параметры, уключаючы традыцыйныя метады і сучасныя ўдасканаленні:
________________________________________________
I. Традыцыйны вытворчы працэс (прамы сінтэз)
1. Падрыхтоўка сыравіны
• Цынк высокай чысціні (Zn) і Tellurium (TE): чысціня ≥99,999% (5N клас), змешаны ў малярным суадносінах 1: 1.
• Для прадухілення акіслення аргона (AR) або азоту (N₂) высокай чысціні (AR) або азоту.
2. Працэс паток
• Крок 1: Сінтэз плаўлення вакууму
o Змяшайце парашкі Zn і TE ў кварцавай трубцы і эвакуіруеце да ≤10⁻³ ПА.
Праграма награвання: Нагрэйце пры 5–10 ° С/мін да 500–700 ° С, трымайце на працягу 4–6 гадзін.
o Ураўненне рэакцыі: zn+te → Δzntezn+teΔznte
• Крок 2: Адпал
o Адпайце сырую прадукцыю пры 400–500 ° С на працягу 2-3 гадзін, каб паменшыць дэфекты кратаў.
• Крок 3: Разбіванне і прасейванне
o Выкарыстоўвайце шарык для здрабнення асноўнага матэрыялу да памеру часціц мэтавага (высокаэнергетычнага шара для нанамаштабу).
3. Ключавыя параметры
• Дакладнасць кантролю тэмпературы: ± 5 ° С
• Хуткасць астуджэння: 2–5 ° С/мін (каб пазбегнуць цеплавых стрэсавых расколін)
• Памер часціц сыравіны: Zn (100–200 сетак), TE (200–300 сетак)
________________________________________________
II. Сучасны ўдасканалены працэс (ральеатэрмальны метад)
Сальватэрмальны метад - гэта асноўная тэхніка для атрымання нанамаштабнага ZNTE, які прапануе такія перавагі, як кантраляваны памер часціц і нізкае спажыванне энергіі.
1. Сыравіна і растваральнікі
• Папярэднікі: нітрат цынку (Zn (no₃) ₂) і натрый Тэлурыт (Na₂Teo₃) або парашок тэлурыю (TE).
• Зніжэнне агентаў: гідразін гідрат (N₂H₄ · H₂o) або борогідрыд натрыю (NABH₄).
• Растваральнікі: этилендиамин (EDA) або деионизированная вада (вада).
2. Працэс паток
• Крок 1: Распуск папярэдніка
o Растварыць Zn (no₃) ₂ і na₂teo₃ ў малярным суадносінах 1: 1 у растваральніку пры памешванні.
• Крок 2: Рэакцыя скарачэння
o Дадайце аднаўленчы сродак (напрыклад, n₂h₄ · h₂o) і ўшчыльненне ў аўтаклаве высокага ціску.
o Умовы рэакцыі:
Тэмпература: 180–220 ° C
Час: 12–24 гадзіны
Ціск: самастойна згенераванае (3–5 МПа)
o Ураўненне рэакцыі: Zn2 ++ Teo32−+зніжаючы агент → Znte+пабочныя прадукты (напрыклад, H₂o, N₂) Zn2 ++ Teo32−+аднаўленчы сродак → Znte+пабочныя прадукты (напрыклад, H₂o, n₂)
• Крок 3: пасля лячэння
o Цэнтрафугу, каб вылучыць прадукт, прамыць 3–5 разоў этанолам і вадой.
o Сухая пад вакуумам (60–80 ° С на працягу 4–6 гадзін).
3. Ключавыя параметры
• Канцэнтрацыя папярэдніка: 0,1–0,5 моль/л
• Кантроль рН: 9–11 (шчолачныя ўмовы спрыяюць рэакцыі)
• Кантроль памеру часціц: наладзьце з дапамогай тыпу растваральніка (напрыклад, EDA дае нанаправаднікі; водныя фазавыя наначасціцы).
________________________________________________
Iii. Іншыя ўдасканаленыя працэсы
1. Хімічная адкладанне пары (ССЗ)
• Прымяненне: Падрыхтоўка тонкай плёнкі (напрыклад, сонечныя элементы).
• Папярэднія папярэднікі: дыэтылзінк (Zn (C₂H₅) ₂) і дыэтылтэлурый (TE (C₂H₅) ₂).
• Параметры:
o Тэмпература адкладу: 350–450 ° C
o Пераносчыка: сумесь H₂/AR (хуткасць патоку: 50–100 SCCM)
Аб ціску: 10⁻² - 10⁻³ тор
2. Механічнае легі (шаравая фрэзераванне)
• Асаблівасці: сінтэз з нізкай тэмпературай без растваральнікаў.
• Параметры:
o Суадносіны шара ў парашку: 10: 1
o Час фрэзеравання: 20–40 гадзін
o Хуткасць павароту: 300–500 абаротаў у хвіліну
________________________________________________
IV. Кантроль якасці і характарыстыка
1. Аналіз чысціні: рэнтгенаўская дыфракцыя (XRD) для крышталічнай структуры (галоўны пік пры 2θ ≈25,3 °).
2. Кантроль марфалогіі: перадача электроннай мікраскапіі (TEM) для памеру наначасціц (тыповыя: 10–50 нм).
3. Элементарнае стаўленне: энергетычная рэнтгенаўская спектраскапія (EDS) або індуктыўна спалучаная плазменная мас-спектраметрыя (ICP-MS) для пацверджання Zn ≈1: 1.
________________________________________________
V. Ахоўныя і экалагічныя меркаванні
1
2. Аднаўленне растваральніка: перапрацоўкай арганічных растваральнікаў (напрыклад, EDA) з дапамогай дыстыляцыі.
3. Ахоўныя меры: выкарыстоўвайце газавыя маскі (для абароны H₂TE) і ўстойлівыя да карозіі пальчаткі.
________________________________________________
Vi. Тэхналагічныя тэндэнцыі
• Зялёны сінтэз: распрацаваць сістэмы воднай фазы для зніжэння выкарыстання арганічнага растваральніка.
• Мадыфікацыя допінгу: павышэнне праводнасці шляхам допінгу з Cu, AG і г.д.
• Маштабная вытворчасць: прыняць рэакцыю бесперапыннага патоку для дасягнення партый маштабу KG.
Час паведамлення: сакавік-21-2025