Цинк telluride (ZNTE), важен II-VI полупроводнички материјал, е широко користен во инфрацрвено откривање, соларни ќелии и оптоелектронски уреди. Неодамнешните достигнувања во нанотехнологијата и зелената хемија го оптимизираа неговото производство. Подолу се прикажани тековните процеси на производство на мејнстрим ZNTE и клучните параметри, вклучувајќи традиционални методи и современи подобрувања:
____________________________________________________
I. Традиционален процес на производство (директна синтеза)
1. Подготовка на суровини
• Цинк со висока чистота (Zn) и Tellurium (TE): чистота ≥99,999% (5N одделение), измешано во моларен однос 1: 1.
• Заштитен гас: Аргон со висока чистота (AR) или азот (N₂) за да се спречи оксидацијата.
2. Процес на проток
• Чекор 1: Синтеза на топење на вакуум
o Измешајте ги прашоците Zn и TE во кварц цевка и евакуирајте на ≤10⁻³ PA.
o Програма за греење: Топлина на 5-10 ° C/min до 500–700 ° C, држете се за 4-6 часа.
o Равенка на реакција: Zn+Te → Δzntezn+Teδznte
• Чекор 2: annealing
o АНЕЛЕ На суровиот производ на 400-500 ° C за 2-3 часа за да ги намалите дефектите на решетките.
• Чекор 3: дробење и сито
o Користете мелница за топка за да го мелите најголемиот дел од големината на честичките (мелење топка со висока енергија за нано-скала).
3. Клучни параметри
• Точност за контрола на температурата: ± 5 ° C
• Стапка на ладење: 2-5 ° C/min (за да се избегнат пукнатините на термички стрес)
• Големина на честички на суровини: Zn (100–200 мрежа), ТЕ (200–300 мрежа)
____________________________________________________
Ii. Современ подобрен процес (солвотермален метод)
Солвотермалниот метод е мејнстрим техника за производство на нано -скала ZNTE, нудејќи предности како што се контролирана големина на честички и мала потрошувачка на енергија.
1. Суровини и растворувачи
• Прекусори: цинк нитрат (Zn (No₃) ₂) и натриум tellurite (na₂teo₃) или прашок од tellurium (TE).
• Намалување на агенси: хидразин хидрат (N₂h · h₂o) или натриум борохидрид (Nabh₄).
• Растворувачи: етилендиамин (ЕДА) или деонизирана вода (ди вода).
2. Процес на проток
• Чекор 1: Растворање на претходникот
o Растворете го Zn (No₃) ₂ и Na₂teo₃ во моларен однос 1: 1 во растворувачот под мешање.
• Чекор 2: Реакција на намалување
o Додадете го агентот за намалување (на пр., N₂h · h₂o) и запечатете се во автоклав со висок притисок.
o Услови на реакција:
Температура: 180–220 ° C.
Време: 12–24 часа
Притисок: само-генерирана (3-5 MPa)
o Равенка на реакција: Zn2 ++ TEO32−+Агент за намалување → Znte+нуспроизводи (на пр., H₂O, N₂) Zn2 ++ TEO32−+Агент за намалување → Znte+нуспроизводи (eg, h₂o, n₂)
• Чекор 3: Пост-третман
o Центрифуга за да го изолирате производот, измијте 3-5 пати со етанол и ди вода.
o Суви под вакуум (60–80 ° C за 4-6 часа).
3. Клучни параметри
• Концентрација на претходник: 0,1–0,5 mol/L
• Контрола на pH: 9–11 (алкални услови за фаворизирање на реакција)
• Контрола на големината на честичките: прилагодете се преку типот на растворувач (на пр. ЕДА дава наносиви; водна фаза приноси наночестички).
____________________________________________________
Iii. Други напредни процеси
1. Депонирање на хемиска пареа (CVD)
• Примена: Подготовка на тенок филм (на пр. Соларни ќелии).
• Прекусори: Diethylzinc (Zn (C₂h₅) ₂) и диетилтелуриум (TE (C₂H) ₂).
• Параметри:
o Температура на таложење: 350–450 ° C
o ГАС на носач: мешавина H₂/AR (стапка на проток: 50–100 SCCM)
o Притисок: 10⁻² -10⁻³ torr
2. Механичко легирање (мелење топка)
• Карактеристики: синтеза без растворувач, ниска температура.
• Параметри:
О Сооднос на топка до прав: 10: 1
o Време на мелење: 20-40 часа
o Брзина на вртење: 300–500 вртежи во минута
____________________________________________________
Iv. Контрола и карактеризација на квалитетот
1. Анализа на чистота: дифракција на Х-зраци (XRD) за кристална структура (главен врв на 2θ ≈25,3 °).
2. Контрола на морфологија: микроскопија на електронски пренос (ТЕМ) за големина на наночестички (типично: 10-50 nm).
3. Елементарен сооднос: Енергетска дисперзивна рендгенска спектроскопија (EDS) или индуктивно споена плазма масена спектрометрија (ICP-MS) за да се потврди Zn ≈1: 1.
____________________________________________________
V. Безбедност и размислувања за животната средина
1. Третман на отпад од гас: Апсорбирајте го со алкални раствори (на пр. Наох).
2. Обнова на растворувачот: Рециклирајте ги органските растворувачи (на пр. ЕДА) преку дестилација.
3. Заштитни мерки: Користете маски за гас (за заштита на H₂TE) и нараквици отпорни на корозија.
____________________________________________________
Vi. Технолошки трендови
• Зелена синтеза: Развијте системи во водна фаза за намалување на употребата на органски растворувачи.
• Измена на допинг: Подобрете ја спроводливоста со допинг со Cu, Ag, итн.
• Производство на големи размери: Усвојте реактори со континуиран проток за да постигнете серии од KG.
Време на објавување: Мар-21-2025