Zinc Telluride（ZNTE）生産プロセス

重要なII-VI半導体材料であるZinc Telluride（ZNTE）は、赤外線検出、太陽電池、および光電子デバイスで広く使用されています。ナノテクノロジーとグリーン化学の最近の進歩により、その生産が最適化されています。以下は、現在の主流のZNTE生産プロセスと、従来の方法や現代の改善などの重要なパラメーターです。
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I.従来の生産プロセス（直接統合）
1。原料の準備
•高純度の亜鉛（ZN）およびテルリウム（TE）：純度≥99.999％（5Nグレード）、1：1モル比で混合。
•保護ガス：酸化を防ぐための高純度アルゴン（AR）または窒素（n₂）。
2。プロセスフロー
•ステップ1：真空融解合成
o石英チューブにZNとTEパウダーを混ぜ、10年以下のPAに避難します。
o暖房プログラム：5〜10°C/minから500〜700°Cでの熱を、4〜6時間保持します。
o反応方程式：Zn+Te→ΔZntezn+TeΔznte
•ステップ2：アニーリング
oラティスの欠陥を減らすために、粗生成物を400〜500°Cで2〜3時間アニールします。
•ステップ3：押しつぶすとふるい
oボールミルを使用して、バルク材料をターゲット粒子サイズ（ナノスケール用の高エネルギーボールミリング）に挽きます。
3.キーパラメーター
•温度制御精度：±5°C
•冷却速度：2〜5°C/分（熱応力亀裂を避けるため）
•原料粒子サイズ：Zn（100〜200メッシュ）、TE（200〜300メッシュ）
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ii。最新の改善プロセス（ソルボーターマル方法）
溶剤法は、ナノスケールZNTEを生成するための主流の手法であり、制御可能な粒子サイズや低エネルギー消費などの利点を提供します。
1。原材料と溶媒
•前駆体：硝酸亜鉛（Zn（no₃）₂）およびテルライトナトリウム（na₂teo₃）またはテルリウム粉末（TE）。
•還元剤：ヒドラジン水和物（n₂h₄・H₂O）またはホウドリウムナトリウム（Nabh₄）。
•溶媒：エチレンジアミン（EDA）または脱イオン水（DI水）。
2。プロセスフロー
•ステップ1：前駆体溶解
o zn（no₃）₂およびna₂teo₃を攪拌下で溶媒に1：1モル比で溶解します。
•ステップ2：還元反応
o還元剤（例：n₂h₄・h₂o）を追加し、高圧オートクレーブにシールします。
o反応条件：
温度：180〜220°C
時間：12〜24時間
圧力：自己生成（3〜5 MPa）
o反応方程式：Zn2 ++ TEO32-+還元剤→ZnTe+副産物（例：H₂O、N₂）Zn2 ++ TEO32-+還元剤→ZNTE+副産物（例えば、H₂O、N₂））
•ステップ3：治療後
o製品を隔離するために遠心分離し、エタノールとDI水で3〜5回洗浄します。
o真空下で乾燥させます（60〜80°Cで4〜6時間）。
3.キーパラメーター
•前駆体濃度：0.1〜0.5 mol/l
•pHコントロール：9–11（アルカリ条件が反応を好む）
•粒子サイズ制御：溶媒タイプを介して調整します（例、EDAはナノワイヤを生成します。水相はナノ粒子を生成します）。
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iii。その他の高度なプロセス
1。化学蒸気堆積（CVD）
•アプリケーション：薄膜調製（例、太陽電池）。
•前駆体：ジエチルツィン（Zn（c₂h₅）₂）およびジエチルテルリウム（Te（C₂H₅）₂）。
•パラメーター：
o堆積温度：350〜450°C
oキャリアガス：H₂/AR混合物（流量：50〜100 SCCM）
o圧力：10〜10⁻³Torr
2。機械的合金（ボールミリング）
•特徴：溶媒なし、低温合成。
•パラメーター：
oボールとポーダーの比率：10：1
oフライス時間：20〜40時間
o回転速度：300〜500 rpm
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IV。品質管理と特性評価
1。純度分析：結晶構造のX線回折（XRD）（2θ≈25.3°のメインピーク）。
2。形態制御：ナノ粒子サイズの透過電子顕微鏡（TEM）（典型：10〜50 nm）。
3。元素比：エネルギー分散型X線分光法（EDS）または誘導結合プラズマ質量分析（ICP-MS）Zn≈1：1を確認します。
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V.安全性と環境に関する考慮事項
1。廃棄ガス処理：アルカリ溶液（たとえば、NaOH）でH₂TEを吸収します。
2。溶媒回復：蒸留による有機溶媒（EDAなど）をリサイクルします。
3。保護対策：ガスマスク（保護用）と耐腐食性の手袋を使用します。
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vi。技術的傾向
•緑色の合成：水相システムを開発して、有機溶媒の使用を削減します。
•ドーピング修正：Cu、Agなどでドーピングすることにより、導電率を向上させます。
•大規模生産：継続的なフロー原子炉を採用して、KGスケールバッチを実現します。