თუთიის თელურიდი (Znte), მნიშვნელოვანი II-VI ნახევარგამტარული მასალა, ფართოდ გამოიყენება ინფრაწითელი გამოვლენის, მზის უჯრედების და ოპტოელექტრონული მოწყობილობებში. ნანოტექნოლოგიასა და მწვანე ქიმიაში ბოლოდროინდელმა წინსვლამ ოპტიმიზაცია მოახდინა მისი წარმოების შესახებ. ქვემოთ მოცემულია Znte– ის მიმდინარე ძირითადი წარმოების პროცესები და ძირითადი პარამეტრები, მათ შორის ტრადიციული მეთოდები და თანამედროვე გაუმჯობესებები:
____________________________________________
I. ტრადიციული წარმოების პროცესი (პირდაპირი სინთეზი)
1. ნედლეულის მომზადება
• მაღალი სიწმინდის თუთია (Zn) და Tellurium (TE): სიწმინდე ≥99.999% (5n კლასი), შერეულია 1: 1 მოლური თანაფარდობით.
• დამცავი გაზი: მაღალი სიწმინდის არგონი (AR) ან აზოტი (N₂) დაჟანგვის თავიდან ასაცილებლად.
2. პროცესის ნაკადი
• ნაბიჯი 1: ვაკუუმის დნობის სინთეზი
o შეურიეთ Zn და TE ფხვნილები კვარცის მილში და ევაკუაცია ≤10⁻³ PA.
o გათბობის პროგრამა: სითბო 5–10 ° C/წთ -დან 500–700 ° C- მდე, გააჩერეთ 4-6 საათის განმავლობაში.
o რეაქციის განტოლება: Zn+Te → ΔZntezn+TeΔZnte
• ნაბიჯი 2: annealing
o დაასახელეთ ნედლი პროდუქტი 400–500 ° C ტემპერატურაზე 2-3 საათის განმავლობაში, რათა შემცირდეს ცხრილის დეფექტები.
• ნაბიჯი 3: გამანადგურებელი და sieving
o გამოიყენეთ ბურთის წისქვილი ნაყარი მასალის გასაფართოებლად სამიზნე ნაწილაკების ზომამდე (მაღალი ენერგიის ბურთის წისქვილი ნანოსკეტისთვის).
3. ძირითადი პარამეტრები
• ტემპერატურის კონტროლის სიზუსტე: ± 5 ° C
• გაგრილების სიჩქარე: 2-5 ° C/წთ (თერმული სტრესის ბზარების თავიდან ასაცილებლად)
• ნედლეულის ნაწილაკების ზომა: Zn (100–200 mesh), TE (200–300 mesh)
____________________________________________
Ii. თანამედროვე გაუმჯობესებული პროცესი (სოლვოთერმული მეთოდი)
სოლვოთერმული მეთოდი არის ძირითადი ტექნიკა Nanoscale Znte წარმოებისთვის, გთავაზობთ უპირატესობებს, როგორიცაა კონტროლირებადი ნაწილაკების ზომა და ენერგიის დაბალი მოხმარება.
1. ნედლეული და გამხსნელები
• წინამორბედები: თუთიის ნიტრატი (Zn (no₃) ₂) და ნატრიუმის თელურიტი (Na₂teo₃) ან Tellurium ფხვნილი (TE).
• შემცირების აგენტები: ჰიდრაზინის ჰიდრატი (n₂h₄ · H₂o) ან ნატრიუმის ბორჰიდრიდი (NABH₄).
• გამხსნელები: ეთილენედიამინი (EDA) ან დიონიზირებული წყალი (DI წყალი).
2. პროცესის ნაკადი
• ნაბიჯი 1: წინამორბედის დაშლა
o დაითხოვოს Zn (no₃) ₂ და na₂teo₃ 1: 1 მოლური თანაფარდობით გამხსნელში აურიეთ.
• ნაბიჯი 2: შემცირების რეაქცია
o დაამატეთ შემცირების აგენტი (მაგ., n₂h₄ · h₂o) და დალუქეთ მაღალი წნევის ავტოკლავაში.
o რეაქციის პირობები:
ტემპერატურა: 180–220 ° C
დრო: 12–24 საათი
წნევა: თვითნაკეთი (3-5 მპა)
o რეაქციის განტოლება: Zn2 ++ TeO32−+შემცირების აგენტი → Znte+byproducts (მაგ., H₂o, N₂) Zn2 ++ TeO32−+შემცირების აგენტი → Znte+Byproducts (მაგ., H₂o, N₂)
• ნაბიჯი 3: მკურნალობა
o ცენტრიფუგა პროდუქტის იზოლირებისთვის, დაიბანეთ 3-5 ჯერ ეთანოლით და DI წყლით.
o მშრალი ვაკუუმის ქვეშ (60–80 ° C 4-6 საათის განმავლობაში).
3. ძირითადი პარამეტრები
• წინამორბედის კონცენტრაცია: 0.1–0.5 მოლ/ლ
• pH კონტროლი: 9–11 (ტუტე პირობები ხელს უწყობს რეაქციას)
• ნაწილაკების ზომის კონტროლი: შეცვალეთ გამხსნელის ტიპის საშუალებით (მაგ., EDA იძლევა ნანოვირებს; წყალხსნარი იძლევა ნანონაწილაკებს).
____________________________________________
Iii. სხვა მოწინავე პროცესები
1. ქიმიური ორთქლის დეპონირება (CVD)
• გამოყენება: თხელი ფილმის მომზადება (მაგ., მზის უჯრედები).
• წინამორბედები: დიეთილზინსი (Zn (c₂h₅) ₂) და დიეთილტელურიუმი (TE (C₂H₅) ₂).
• პარამეტრები:
o დეპონირების ტემპერატურა: 350–450 ° C
o გადამზიდავი გაზი: H₂/AR ნარევი (ნაკადის სიჩქარე: 50–100 SCCM)
o წნევა: 10⁻²–10⁻³
2. მექანიკური შენადნობი (ბურთის წისქვილი)
• მახასიათებლები: გამხსნელი თავისუფალი, დაბალი ტემპერატურის სინთეზი.
• პარამეტრები:
o ბურთის ფხვნილის თანაფარდობა: 10: 1
o milling დრო: 20–40 საათი
o როტაციის სიჩქარე: 300–500 rpm
____________________________________________
Iv. ხარისხის კონტროლი და დახასიათება
1. სიწმინდის ანალიზი: რენტგენის დიფრაქცია (XRD) ბროლის სტრუქტურისთვის (მთავარი მწვერვალი 2θ ≈25.3 °).
2. მორფოლოგიის კონტროლი: გადამცემი ელექტრონული მიკროსკოპია (TEM) ნანონაწილაკების ზომისთვის (ტიპიური: 10–50 ნმ).
3. ელემენტარული თანაფარდობა: ენერგიის დისპერსიული რენტგენული სპექტროსკოპია (ედს) ან ინდუქციურად დაწყვილებული პლაზმური მასის სპექტრომეტრია (ICP-MS), რათა დაადასტუროს Zn ≈1: 1.
____________________________________________
V. უსაფრთხოება და გარემოსდაცვითი მოსაზრებები
1. ნარჩენების გაზის მკურნალობა: შეიწოვება ტუტე ხსნარებით (მაგ., NaOH).
2. გამხსნელის აღდგენა: ორგანული გამხსნელების გადამუშავება (მაგ., EDA) დისტილაციის გზით.
3. დამცავი ზომები: გამოიყენეთ გაზის ნიღბები (H₂te დაცვისთვის) და კოროზიისადმი მდგრადი ხელთათმანები.
____________________________________________
Vi. ტექნოლოგიური ტენდენციები
• მწვანე სინთეზი: შეიმუშავეთ წყლის ფაზის სისტემები ორგანული გამხსნელის გამოყენების შესამცირებლად.
• დოპინგის მოდიფიკაცია: გააძლიერე კონდუქტომეტრული Cu, AG და ა.შ.
• ფართომასშტაბიანი წარმოება: მიიღე უწყვეტი ნაკადის რეაქტორები KG მასშტაბის ჯგუფების მისაღწევად.
პოსტის დრო: მარ -21-2025