Zinc Telluride (ZNTE), grava II-VI-duonkondukta materialo, estas vaste uzata en infraruĝa detekto, sunaj ĉeloj kaj optoelektronikaj aparatoj. Lastatempaj progresoj en nanoteknologio kaj verda kemio optimumigis ĝian produktadon. Malsupre estas la aktualaj ĉefaj produktadaj procezoj kaj ŝlosilaj parametroj, inkluzive de tradiciaj metodoj kaj modernaj plibonigoj:
________________________________________
I. Tradicia produktada procezo (rekta sintezo)
1. Preparado de krudmaterialoj
• Alt-pureca zinko (Zn) kaj teluro (TE): pureco ≥99.999% (5N grado), miksita en 1: 1 molara proporcio.
• Protekta gaso: alta pureco argono (AR) aŭ nitrogeno (N₂) por malebligi oksidadon.
2. Proceza Fluo
• Paŝo 1: sintezo de vakua fandado
o Miksi Zn kaj TE -pulvorojn en kvarca tubo kaj evakui al ≤10⁻³ PA.
o Varmiga programo: Varmigu je 5-10 ° C/min ĝis 500–700 ° C, tenu 4-6 horojn.
o Reaga ekvacio: Zn+te → Δzntezn+teΔznte
• Paŝo 2: Annealing
O anneal la kruda produkto je 400–500 ° C dum 2-3 horoj por redukti latajn difektojn.
• Paŝo 3: Disbatado kaj kribrado
o Uzu pilkan muelejon por mueli la plej grandan materialon al la cela partikla grandeco (alt-energia pilka muelado por nanoskalo).
3. Ŝlosilaj Parametroj
• Precizeco de temperaturo -kontrolo: ± 5 ° C
• Malvarmiga rapideco: 2-5 ° C/min (por eviti termikajn streĉajn fendojn)
• Krudmaterialo Grandeco: Zn (100–200 maŝo), TE (200–300 maŝo)
________________________________________
Ii. Moderna plibonigita procezo (solvoterma metodo)
La solvoterma metodo estas la ĉefa fluo por produkti nanoskalan Znte, ofertante avantaĝojn kiel kontrolebla partikla grandeco kaj malalta energikonsumo.
1. Krudmaterialoj kaj solviloj
• Pioniroj: zinka nitrato (Zn (no₃) ₂) kaj natria telurito (na₂teo₃) aŭ telurium -pulvoro (TE).
• Reduktaj agentoj: hidrazina hidrato (N₂H₄ · H₂O) aŭ natria borohidrido (NABH₄).
• Solventoj: etilendiamino (EDA) aŭ deionigita akvo (DI -akvo).
2. Proceza Fluo
• Paŝo 1: Malsukcesa dissolvo
o Dissolvu Zn (no₃) ₂ kaj na₂teo₃ en 1: 1 molara proporcio en la solvilo sub agitado.
• Paŝo 2: Redukta reago
o Aldonu la reduktantan agenton (ekz. N₂H₄ · H₂O) kaj sigelu en altprema aŭtoklavo.
o Reagaj kondiĉoj:
Temperaturo: 180–220 ° C
Tempo: 12–24 horoj
Premo: Mem-generitaj (3-5 MPa)
o Reaga Ekvacio: Zn2 ++ TEO32−+Redukta Agento → Znte+kromproduktoj (ekz. H₂O, N₂) Zn2 ++ TEO32−+Redukta Agento → Znte+kromproduktoj (ekz. H₂O, N₂)
• Paŝo 3: Post-kuracado
o centrifugi por izoli la produkton, lavi 3-5 fojojn kun etanolo kaj DI -akvo.
o Seka sub vakuo (60–80 ° C dum 4-6 horoj).
3. Ŝlosilaj Parametroj
• Prono -koncentriĝo: 0,1–0,5 mol/L
• PH -kontrolo: 9–11 (alkalaj kondiĉoj favoras reagon)
• Kontrolo de partikla grandeco: Ĝustigu per solventa tipo (ekz. EDA donas nanofendojn; akva fazo donas nanopartikojn).
________________________________________
Iii. Aliaj Altnivelaj Procezoj
1. Kemia deponejo de vaporo (CVD)
• Apliko: Maldika-filma preparo (ekz. Sunaj ĉeloj).
• Pioniroj: dietilzinc (Zn (C₂h₅) ₂) kaj dietiltellurium (te (C₂h₅) ₂).
• Parametroj:
o Depona temperaturo: 350–450 ° C
O portanta gaso: H₂/AR -miksaĵo (fluo: 50–100 SCCM)
o Premo: 10⁻² - 10⁻³ Torr
2. Mekanika alojo (muelejo de pilkoj)
• Karakterizaĵoj: Solvi-libera, malalta temperatura sintezo.
• Parametroj:
o Ball-al-pulvora rilatumo: 10: 1
o Milling tempo: 20–40 horoj
o Rotacia rapideco: 300–500 rpm
________________________________________
Iv. Kvalitkontrolo kaj karakterizado
1. Pureco-Analizo: X-radia difraktado (XRD) por kristala strukturo (ĉefa pinto ĉe 2θ ≈25.3 °).
2. Morfologio -kontrolo: Transdona elektronmikroskopio (TEM) por nanopartikula grandeco (tipa: 10–50 nm).
3. Elementa rilatumo: Energio-disvastiga X-radia spektroskopio (EDS) aŭ induktive kunigita plasma mas-spektrometrio (ICP-MS) por konfirmi Zn ≈1: 1.
________________________________________
V. Sekurecaj kaj mediaj konsideroj
1. Malpleniga gaso -traktado: sorbi H₂TE kun alkalaj solvoj (ekz. NaOH).
2. Solva Reakiro: Recikli organikajn solvilojn (ekz., EDA) per distilado.
3. Protektaj Mezuroj: Uzu gasajn maskojn (por protekto de H₂TE) kaj rezistemaj gantoj.
________________________________________
Vi. Teknologiaj tendencoj
• Verda sintezo: Disvolvu akvajn fazajn sistemojn por redukti organikan solventan uzadon.
• Dopada modifo: Plibonigi konduktivecon per dopado kun Cu, AG, ktp.
• Grandskala produktado: Adoptu kontinuajn fluajn reaktorojn por atingi kg-skalajn partojn.
Afiŝotempo: mar-21-2025