जिंक टेलुराइड (ZNTE), एक महत्वपूर्ण II-VI सेमीकंडक्टर सामग्री, व्यापक रूप से इन्फ्रारेड डिटेक्शन, सौर कोशिकाओं और ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणों में उपयोग की जाती है। नैनो टेक्नोलॉजी और ग्रीन केमिस्ट्री में हाल की प्रगति ने इसके उत्पादन को अनुकूलित किया है। नीचे पारंपरिक तरीकों और आधुनिक सुधारों सहित वर्तमान मुख्यधारा ZNTE उत्पादन प्रक्रियाएं और प्रमुख पैरामीटर हैं:
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I. पारंपरिक उत्पादन प्रक्रिया (प्रत्यक्ष संश्लेषण)
1। कच्चे माल की तैयारी
• उच्च-शुद्धता जस्ता (Zn) और टेल्यूरियम (TE): शुद्धता .999.999% (5n ग्रेड), 1: 1 दाढ़ अनुपात में मिश्रित।
• सुरक्षात्मक गैस: ऑक्सीकरण को रोकने के लिए उच्च-शुद्धता आर्गन (एआर) या नाइट्रोजन (एन s)।
2। प्रक्रिया प्रवाह
• चरण 1: वैक्यूम पिघलने का संश्लेषण
o एक क्वार्ट्ज ट्यूब में Zn और Te पाउडर मिक्स करें और ≤10⁻। Pa को खाली कर दें।
o हीटिंग प्रोग्राम: 5-10 ° C/मिनट से 500-700 ° C पर गर्मी, 4-6 घंटे के लिए पकड़ें।
o प्रतिक्रिया समीकरण: Zn+Te → ezzntezn+Te inzznte
• चरण 2: एनीलिंग
o जाली दोष को कम करने के लिए 2-3 घंटे के लिए 400-500 डिग्री सेल्सियस पर कच्चे उत्पाद को anneal।
• चरण 3: कुचलना और sieving
o थोक सामग्री को लक्ष्य कण आकार (नैनोस्केल के लिए उच्च-ऊर्जा बॉल मिलिंग) में पीसने के लिए एक बॉल मिल का उपयोग करें।
3। प्रमुख पैरामीटर
• तापमान नियंत्रण सटीकता: ° 5 ° C
• शीतलन दर: 2-5 डिग्री सेल्सियस/मिनट (थर्मल तनाव दरार से बचने के लिए)
• कच्चे माल कण आकार: Zn (100-200 जाल), TE (200-300 मेष)
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Ii। आधुनिक बेहतर प्रक्रिया (सॉल्वोथर्मल विधि)
सॉल्वोथर्मल विधि नैनोस्केल ZNTE के उत्पादन के लिए मुख्यधारा की तकनीक है, जो नियंत्रणीय कण आकार और कम ऊर्जा की खपत जैसे लाभ प्रदान करती है।
1। कच्चे माल और सॉल्वैंट्स
• अग्रदूत: जस्ता नाइट्रेट (Zn (No)) और सोडियम टेलुराइट (Na₂teo₃) या टेल्यूरियम पाउडर (TE)।
• एजेंटों को कम करना: हाइड्रैजीन हाइड्रेट (n₂h₄ · h )ओ) या सोडियम बोरोहाइड्राइड (NABH₄)।
• सॉल्वैंट्स: एथिलीनमाइन (ईडीए) या विआयनीकृत पानी (डीई पानी)।
2। प्रक्रिया प्रवाह
• चरण 1: अग्रदूत विघटन
o सरगर्मी के तहत विलायक में 1: 1 दाढ़ अनुपात में Zn (no₃) ₂ और na₂teo₃ को भंग करें।
• चरण 2: कमी प्रतिक्रिया
o उच्च दबाव वाले ऑटोक्लेव में कम करने वाले एजेंट (जैसे, n₂h₄ · h₂o) और सील जोड़ें।
ओ प्रतिक्रिया की स्थिति:
तापमान: 180–220 डिग्री सेल्सियस
समय: 12–24 घंटे
दबाव: स्व-जनित (3-5 एमपीए)
o प्रतिक्रिया समीकरण: Zn2 ++ Teo32−+कम करने वाले एजेंट → ZNTE+बायप्रोडक्ट्स (जैसे, H₂O, N₂) Zn2 ++ TEO32−+कम करने वाले एजेंट → ZNTE+BYPRODUCTS (जैसे, H₂O, N₂)
• चरण 3: पोस्ट-ट्रीटमेंट
o उत्पाद को अलग करने के लिए सेंट्रीफ्यूज, इथेनॉल और डीई पानी के साथ 3-5 बार धोएं।
o वैक्यूम के तहत सूखा (4-6 घंटे के लिए 60-80 डिग्री सेल्सियस)।
3। प्रमुख पैरामीटर
• अग्रदूत एकाग्रता: 0.1–0.5 मोल/एल
• पीएच नियंत्रण: 9–11 (क्षारीय शर्तों के पक्ष में प्रतिक्रिया)
• कण आकार नियंत्रण: विलायक प्रकार के माध्यम से समायोजित करें (उदाहरण के लिए, ईडीए पैदावार नैनोवायर; जलीय चरण नैनोकणों की पैदावार)।
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Iii। अन्य उन्नत प्रक्रियाएं
1। रासायनिक वाष्प जमाव
• आवेदन: पतली-फिल्म की तैयारी (जैसे, सौर कोशिकाएं)।
• अग्रदूत: diethylzinc (Zn (c₂h₅) ₂) और diethyltellurium (te (c₂h₅) ₂)।
• पैरामीटर:
o बयान तापमान: 350-450 ° C
o वाहक गैस: H₂/AR मिश्रण (प्रवाह दर: 50-100 SCCM)
o दबाव: 10⁻ of -10 ⁻ tor torr
2। मैकेनिकल एलॉयिंग (बॉल मिलिंग)
• सुविधाएँ: विलायक-मुक्त, कम तापमान संश्लेषण।
• पैरामीटर:
ओ बॉल-टू-पाउडर अनुपात: 10: 1
o मिलिंग समय: 20-40 घंटे
o रोटेशन गति: 300-500 आरपीएम
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Iv। गुणवत्ता नियंत्रण और लक्षण वर्णन
1। शुद्धता विश्लेषण: क्रिस्टल संरचना के लिए एक्स-रे विवर्तन (एक्सआरडी) (2θ .325.3 ° पर मुख्य शिखर)।
2। आकृति विज्ञान नियंत्रण: नैनोपार्टिकल आकार के लिए ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (टीईएम) (विशिष्ट: 10-50 एनएम)।
3। मौलिक अनुपात: Zn of1: 1 की पुष्टि करने के लिए ऊर्जा-डिस्पर्सिव एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईडीएस) या इंडिकली युग्मित प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री (आईसीपी-एमएस)।
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वी। सुरक्षा और पर्यावरणीय विचार
1। अपशिष्ट गैस उपचार: क्षारीय समाधान (जैसे, NaOH) के साथ H₂te को अवशोषित करें।
2। विलायक वसूली: आसवन के माध्यम से कार्बनिक सॉल्वैंट्स (जैसे, ईडीए) को रीसायकल करें।
3। सुरक्षात्मक उपाय: गैस मास्क (H, Tte सुरक्षा के लिए) और संक्षारण प्रतिरोधी दस्ताने का उपयोग करें।
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Vi। तकनीकी रुझान
• ग्रीन सिंथेसिस: कार्बनिक विलायक उपयोग को कम करने के लिए जलीय-चरण प्रणालियों का विकास करें।
• डोपिंग संशोधन: Cu, Ag, Etc के साथ डोपिंग द्वारा चालकता बढ़ाएं।
• बड़े पैमाने पर उत्पादन: केजी-स्केल बैचों को प्राप्त करने के लिए निरंतर-प्रवाह रिएक्टरों को अपनाएं।
पोस्ट टाइम: MAR-21-2025