Sinkki Telluridia (ZNTE), tärkeää II-VI-puolijohdemateriaalia, käytetään laajasti infrapuna-havaitsemisessa, aurinkokennoissa ja optoelektronisissa laitteissa. Viimeaikaiset nanoteknologian ja vihreän kemian edistykset ovat optimoineet sen tuotannon. Alla on nykyiset znte -tuotantoprosessit ja keskeiset parametrit, mukaan lukien perinteiset menetelmät ja nykyaikaiset parannukset:
________________________________________
I. Perinteinen tuotantoprosessi (suora synteesi)
1. Raaka -aineiden valmistelu
• Korkeasuhde sinkki (Zn) ja telluuri (TE): puhtaus ≥99,999% (5N-luokka), sekoitettuna 1: 1 molaarisuhteeseen.
• Suojakaasu: High-puhtaan argoni (AR) tai typpi (N₂) hapettumisen estämiseksi.
2. Prosessivirta
• Vaihe 1: Tyhjiöjen sulatussynteesi
o Sekoita Zn ja TE -jauhe kvartsiputkessa ja evakuoituu arvoon ≤10 ⁻³ PA.
o Lämmitysohjelma: Lämmitä lämpötilassa 5–10 ° C/min - 500–700 ° C, pidä 4–6 tuntia.
o Reaktioyhtälö: Zn+TE → AznTezn+TEAZnte
• Vaihe 2: hehkutus
o hehku raakatuote 400–500 ° C: n lämpötilassa 2–3 tunnin ajan hilan vikojen vähentämiseksi.
• Vaihe 3: murskaaminen ja seuloma
o Käytä pallomyllyä irtotavarana olevan materiaalin jauhamiseksi kohdepartikkelikokoon (nanomittakaavan korkean energian pallojauho).
3. Avainparametrit
• Lämpötilan hallintatarkkuus: ± 5 ° C
• Jäähdytysnopeus: 2–5 ° C/min (lämpöjännityshalkeamien välttämiseksi)
• Raaka -aine hiukkaskoko: Zn (100–200 mesh), TE (200–300 mesh)
________________________________________
II. Nykyaikainen parannettu prosessi (solvoterminen menetelmä)
Solvoterminen menetelmä on valtavirran tekniikka nanomittakaavan Znten tuottamiseksi, joka tarjoaa etuja, kuten hallittavan hiukkasen koon ja pienen energiankulutuksen.
1. Raaka -aineet ja liuottimet
• Esiasteet: Sinkkinitraatti (Zn (No₃) ₂) ja natriumkuriitti (Na₂teo₃) tai telluriumjauhe (TE).
• Pelkistävät aineet: hydratsiinihydraatti (n₂h₄ · h₂o) tai natrium boorihydridi (NABH₄).
• Liuottimet: etyleenidiamiini (EDA) tai deionisoitu vesi (DI -vesi).
2. Prosessivirta
• Vaihe 1: Esiasteen liukeneminen
o Liuota Zn (no₃) ₂ ja na₂teo₃ 1: 1 -molaarisuhteessa liuottimessa sekoittaen.
• Vaihe 2: Vähennysreaktio
o Lisää pelkistävä aine (esim. N₂h₄ · h₂o) ja tiivistä korkeapaineinen autoklaavi.
o Reaktio -olosuhteet:
Lämpötila: 180–220 ° C
Aika: 12–24 tuntia
Paine: Itse tuotettu (3–5 MPa)
o Reaktioyhtälö: Zn2 ++ TEO32−+pelkistävä aine → Znte+sivutuotteet (esim. H₂O, n₂) Zn2 ++ TEO32−+pelkistävä aine → Znte+sivutuotteet (esim. H₂O, N₂)
• Vaihe 3: Käsittelyn jälkeen
o Sentrifugi tuotteen eristämiseksi, pese 3–5 kertaa etanolilla ja DI -vedellä.
o Kuivaa tyhjössä (60–80 ° C 4–6 tuntia).
3. Avainparametrit
• Esiastepitoisuus: 0,1–0,5 mol/l
• PH -ohjaus: 9–11 (alkalitilat suosivat reaktiota)
• Hiukkaskoon hallinta: Säädä liuotintyypin kautta (esim. EDA tuottaa nanojohtoja; vesipitoinen faasi tuottaa nanohiukkasia).
________________________________________
III. Muut edistyneet prosessit
1. Kemiallinen höyryn laskeuma (CVD)
• Levitys: ohutkalvovalmistus (esim. Auringon solut).
• Esiasteet: dietyylitsinc (Zn (C₂h₅) ₂) ja dietyylilellurium (TE (C₂H₅) ₂).
• Parametrit:
o Saanenlämpötila: 350–450 ° C
o Kantajakaasu: H₂/AR -seos (virtausnopeus: 50–100 SCCM)
o Paine: 10⁻² - 10⁻³ torr
2. Mekaaninen seostus (pallojauho)
• Ominaisuudet: Liuotinvapaa, matalan lämpötilan synteesi.
• Parametrit:
o Pallo-jauhe-suhde: 10: 1
o Jyttysaika: 20–40 tuntia
o Kiertonopeus: 300–500 rpm
________________________________________
Iv. Laadunvalvonta ja karakterisointi
1. Puhtausanalyysi: röntgendiffraktio (XRD) kiderakenteeseen (pääpiikki 2 ≈25,3 °).
2. morfologian ohjaus: siirtoelektronimikroskopia (TEM) nanohiukkasten koon kohdalla (tyypillinen: 10–50 nm).
3. Alkuperäinen suhde: Energiaa dispergoiva röntgenspektroskopia (EDS) tai induktiivisesti kytketty plasman massaspektrometria (ICP-MS) Zn ≈1: 1: n vahvistamiseksi.
________________________________________
V. Turvallisuus- ja ympäristönäkökohdat
1. Jätekaasukäsittely: IMBOB H₂TE alkalisi liuoksilla (esim. NaOH).
2. Liuottimen talteenotto: Kierrä orgaaniset liuottimet (esim. EDA) tislauksen kautta.
3. Suojatoimenpiteet: Käytä kaasamaskeja (H₂TE-suojausta) ja korroosionkestäviä käsineitä.
________________________________________
Vi. Teknologiset trendit
• Vihreä synteesi: Kehitä vesifaasijärjestelmiä orgaanisen liuottimen käytön vähentämiseksi.
• Dopingin modifikaatio: Paranna johtavuutta dopingilla CU: n, AG: n, jne.
• Laajamittainen tuotanto: Hyväksy jatkuvien virtausreaktorit KG-mittakaavan erän saavuttamiseksi.
Viestin aika: Maaliskuu 21-2025