Zink Telluride (ZnTE), një material i rëndësishëm gjysmëpërçues II-VI, përdoret gjerësisht në zbulimin infra të kuq, qelizat diellore dhe pajisjet optoelektronike. Përparimet e fundit në nanoteknologji dhe kimi të gjelbër kanë optimizuar prodhimin e saj. Më poshtë janë proceset aktuale të prodhimit ZNTE dhe parametrat kryesorë, përfshirë metodat tradicionale dhe përmirësimet moderne:
________________________________________
I. Procesi tradicional i prodhimit (sinteza e drejtpërdrejtë)
1. Përgatitja e lëndës së parë
• Zink me pastërti të lartë (Zn) dhe Tellurium (TE): Pastërti ≥99.999% (shkalla 5N), e përzier në një raport molar 1: 1.
• Gazi mbrojtës: Argon me pastërti të lartë (AR) ose azot (N₂) për të parandaluar oksidimin.
2. Rrjedha e procesit
• Hapi 1: Sinteza e shkrirjes së vakumit
o Përzieni pluhurat Zn dhe TE në një tub kuarci dhe evakuoni në ≤10⁻³ Pa.
o Programi i ngrohjes: Nxehtësia në 5-10 ° C/min në 500-700 ° C, mbajeni për 4-6 orë.
o Ekuacioni i reagimit: Zn+te → Δzntezn+teΔznte
• Hapi 2: Pjekja
o Anneal produktin e papërpunuar në 400-500 ° C për 2-3 orë për të zvogëluar defektet e grilave.
• Hapi 3: shtypja dhe sitë
o Përdorni një mulli topi për të bluar materialin pjesa më e madhe në madhësinë e grimcave të synuara (bluarja e topit me energji të lartë për nanoskalën).
3. Parametrat kryesorë
• Saktësia e kontrollit të temperaturës: ± 5 ° C
• Shkalla e ftohjes: 2-5 ° C/min (për të shmangur plasaritjet e stresit termik)
• Madhësia e grimcave të lëndës së parë: Zn (100–200 rrjetë), TE (rrjetë 200–300)
________________________________________
Ii. Procesi modern i përmirësuar (metoda solvotermale)
Metoda solvotermale është teknika kryesore për prodhimin e nanoskallës ZnTE, duke ofruar avantazhe të tilla si madhësia e kontrollueshme e grimcave dhe konsumi i ulët i energjisë.
1. lëndët e para dhe tretësit
• Pararendësit: Nitrat i zinkut (Zn (no₃) ₂) dhe natrium Tellurite (Na₂teo₃) ose pluhur Tellurium (TE).
• Agjentët zvogëlues: hidrazina hidrate (n₂h₄ · h₂o) ose borohidrid natriumi (nabh₄).
• Solvents: Etilenediamine (EDA) ose ujë të deionizuar (DI ujë).
2. Rrjedha e procesit
• Hapi 1: Shpërndarja e pararendësit
o Shpërndani zn (no₃) ₂ dhe na₂teo₃ në një raport molar 1: 1 në tretës nën nxitje.
• Hapi 2: Reagimi i zvogëlimit
o Shtoni agjentin zvogëlues (p.sh., n₂h₄ · h₂o) dhe vulosni në një autoklavë me presion të lartë.
o Kushtet e reagimit:
Temperatura: 180–220 ° C
Koha: 12–24 orë
Presioni: Vetë-gjeneruar (3-5 MPa)
o Ekuacioni i reagimit: Zn2 ++ TEO32−+Agjent zvogëlues → Znte+Byprodukte (p.sh. H₂O, N₂) Zn2 ++ TEO32−+Agjent zvogëlues → Znte+Byprodukte (p.sh. H₂o, N₂)
• Hapi 3: Pas trajtimit
o Centrifuga për të izoluar produktin, lani 3-5 herë me etanol dhe ujë di.
o Thatë nën vakum (60-80 ° C për 4-6 orë).
3. Parametrat kryesorë
• Përqendrimi i pararendësit: 0,1–0,5 mol/L
• Kontrolli i pH: 9–11 (kushtet alkaline favorizojnë reagimin)
• Kontrolli i madhësisë së grimcave: Rregulloni përmes llojit të tretësit (p.sh., EDA jep nanowires; faza ujore jep nanopartikuj).
________________________________________
Iii Proceset e tjera të përparuara
1. Depozitimi i avullit kimik (CVD)
• Aplikimi: Përgatitja e filmave të hollë (p.sh., qelizat diellore).
• Pararendësit: diethylzinc (zn (c₂h₅) ₂) dhe diethyltellurium (te (c₂h₅) ₂).
• Parametrat:
o Temperatura e depozitimit: 350–450 ° C
o Gazi i transportuesit: Përzierja H₂/AR (shkalla e rrjedhës: 50–100 SCCM)
o Presioni: Torr 10⁻² - 10⁻³ Torr
2. aliazh mekanik (mulliri i topit)
• Karakteristikat: Sintezë pa tretës, me temperaturë të ulët.
• Parametrat:
o Raporti i topit në pluhur: 10: 1
O Koha e mullirit: 20–40 orë
o Shpejtësia e rrotullimit: 300–500 rpm
________________________________________
Iv. Kontrolli dhe karakterizimi i cilësisë
1. Analiza e Pastërtisë: Difraksioni me rreze X (XRD) për strukturën kristal (kulmi kryesor në 2θ ≈25.3 °).
2. Kontrolli i morfologjisë: Mikroskopi elektronik i transmetimit (TEM) për madhësinë e nanopartikulave (tipike: 10–50 nm).
3. Raporti elementar: Spektroskopia me rreze X-shpërndarëse të energjisë (EDS) ose spektrometria e masës plazmatike të shoqëruar induktivisht (ICP-MS) për të konfirmuar Zn ≈1: 1.
________________________________________
V. Konsideratat e Sigurisë dhe Mjedisit
1. Trajtimi i gazit të mbeturinave: Absorboni h₂te me zgjidhje alkaline (p.sh., NaOH).
2. Rimëkëmbja e tretësit: ricikloni tretës organikë (p.sh. EDA) përmes distilimit.
3. Masat mbrojtëse: Përdorni maska të gazit (për mbrojtjen H₂TE) dhe doreza rezistente ndaj korrozionit.
________________________________________
VI. Tendencat teknologjike
• Sinteza e gjelbër: Zhvilloni sisteme fazore ujore për të zvogëluar përdorimin e tretësit organik.
• Modifikimi i dopingut: Përmirësoni përçueshmërinë duke doping me Cu, Ag, etj.
• Prodhimi në shkallë të gjerë: Adoptoni reaktorë të rrjedhës së vazhdueshme për të arritur tufa në shkallë KG.
Koha e postimit: Mar-21-2025