Zinc telluride (ZNTE), nyenzo muhimu ya semiconductor ya II-VI, hutumiwa sana katika kugundua infrared, seli za jua, na vifaa vya optoelectronic. Maendeleo ya hivi karibuni katika nanotechnology na kemia ya kijani yameboresha uzalishaji wake. Chini ni michakato ya sasa ya uzalishaji wa ZNTE na vigezo muhimu, pamoja na njia za jadi na maboresho ya kisasa:
________________________________________
I. Mchakato wa Uzalishaji wa Jadi (Mchanganyiko wa moja kwa moja)
1. Maandalizi ya malighafi
• Zinc ya hali ya juu (Zn) na tellurium (TE): usafi ≥99.999% (daraja la 5n), iliyochanganywa kwa uwiano wa 1: 1 molar.
• Gesi ya kinga: Argon ya hali ya juu (AR) au nitrojeni (N₂) kuzuia oxidation.
2. Mchakato wa mtiririko
• Hatua ya 1: Utaratibu wa kuyeyuka kwa utupu
o Changanya Zn na po poda kwenye bomba la quartz na uhamishe kwa ≤10⁻³ pa.
o Programu ya kupokanzwa: joto kwa 5-10 ° C/min hadi 500-700 ° C, shikilia kwa masaa 4-6.
o Equation ya athari: Zn+TE → Δzntezn+teΔznte
• Hatua ya 2: Annealing
o Anneal bidhaa isiyosafishwa kwa 400-500 ° C kwa masaa 2-3 ili kupunguza kasoro za kimiani.
• Hatua ya 3: Kukandamiza na kuzingirwa
o Tumia kinu cha mpira kusaga vifaa vya wingi kwa saizi ya chembe inayolenga (milling ya nguvu ya mpira wa juu kwa nanoscale).
3. Vigezo muhimu
• Usahihi wa udhibiti wa joto: ± 5 ° C.
• Kiwango cha baridi: 2-5 ° C/min (ili kuzuia nyufa za mkazo wa mafuta)
• Saizi ya chembe ya malighafi: Zn (mesh 100-200), TE (200-300 mesh)
________________________________________
Ii. Mchakato wa kisasa ulioboreshwa (njia ya solvothermal)
Njia ya solvothermal ni mbinu kuu ya kutengeneza nanoscale ZNTE, kutoa faida kama vile saizi ya chembe inayoweza kudhibitiwa na matumizi ya chini ya nishati.
1. Malighafi na vimumunyisho
• Watangulizi: zinki nitrate (Zn (no₃) ₂) na sodiamu tellurite (Na₂teo₃) au poda ya tellurium (TE).
• Kupunguza mawakala: Hydrazine hydrate (N₂H₄ · H₂O) au sodium borohydride (Nabh₄).
• Vimumunyisho: ethylenediamine (eda) au maji ya deionized (maji ya di).
2. Mchakato wa mtiririko
• Hatua ya 1: Utangulizi wa utangulizi
o Kufuta Zn (no₃) ₂ na na₂teo₃ katika uwiano wa 1: 1 molar katika kutengenezea chini ya kuchochea.
• Hatua ya 2: Kupunguza majibu
o Ongeza wakala wa kupunguza (kwa mfano, N₂H₄ · H₂O) na muhuri katika autoclave yenye shinikizo kubwa.
o hali ya athari:
Joto: 180-220 ° C.
Wakati: masaa 12- 24
Shinikiza: Kujitegemea (3-5 MPa)
o Equation ya athari: Zn2 ++ TEO32−+Kupunguza Wakala → ZNTE+Byproducts (EG, H₂O, N₂) Zn2 ++ Teo32−+Kupunguza Wakala → ZNTE+Byproducts (EG, H₂o, N₂)
• Hatua ya 3: matibabu ya baada ya matibabu
o Centrifuge kutenganisha bidhaa, safisha mara 3-5 na ethanol na maji ya DI.
o kavu chini ya utupu (60-80 ° C kwa masaa 4-6).
3. Vigezo muhimu
• Mkusanyiko wa utangulizi: 0.1-0.5 mol/L.
• Udhibiti wa pH: 9-11 (hali ya alkali hupendelea majibu)
• Udhibiti wa saizi ya chembe: Rekebisha kupitia aina ya kutengenezea (kwa mfano, EDA hutoa nanowires; awamu ya maji huzaa nanoparticles).
________________________________________
III. Michakato mingine ya hali ya juu
1. Uwekaji wa Mvuke wa Kemikali (CVD)
• Maombi: Utayarishaji wa filamu nyembamba (kwa mfano, seli za jua).
• Watangulizi: diethylzinc (Zn (C₂H₅) ₂) na diethyltellurium (TE (C₂H₅) ₂).
• Vigezo:
o Joto la kuwekwa: 350-450 ° C.
o Gesi ya kubeba: mchanganyiko wa H₂/AR (Kiwango cha mtiririko: 50-100 SCCM)
o Shinikizo: 10⁻² -10⁻³ Torr
2. Mitambo Aloying (Milling ya Mpira)
• Vipengele: Mchanganyiko wa bure, wa chini-joto.
• Vigezo:
o Uwiano wa mpira-kwa-poda: 10: 1
o Wakati wa milling: masaa 20- 40
o kasi ya mzunguko: 300-500 rpm
________________________________________
Iv. Udhibiti wa ubora na tabia
1. Uchambuzi wa usafi: X-ray difraction (XRD) kwa muundo wa kioo (kilele kuu kwa 2θ ≈25.3 °).
2. Udhibiti wa Morphology: Uhamishaji wa microscopy ya elektroni (TEM) kwa saizi ya nanoparticle (kawaida: 10-50 nm).
3. Uwiano wa Kiwango: Nishati ya kutawanya ya X-ray (EDS) au pamoja na pamoja ya plasma molekuli (ICP-MS) kuthibitisha Zn ≈1: 1.
________________________________________
V. Usalama na kuzingatia mazingira
1. Matibabu ya gesi taka: Inachukua h₂te na suluhisho za alkali (kwa mfano, NaOH).
2. Uporaji wa kutengenezea: Sasisha vimumunyisho vya kikaboni (kwa mfano, EDA) kupitia kunereka.
3. Hatua za kinga: Tumia masks ya gesi (kwa kinga ya h₂te) na glavu sugu za kutu.
________________________________________
Vi. Mwenendo wa kiteknolojia
• Mchanganyiko wa kijani: Tengeneza mifumo ya awamu ya maji ili kupunguza matumizi ya kikaboni.
• Marekebisho ya doping: Kuongeza ubora kwa doping na Cu, Ag, nk.
• Uzalishaji wa kiwango kikubwa: kupitisha athari za mtiririko unaoendelea kufikia vikundi vya kiwango cha kilo.
Wakati wa chapisho: Mar-21-2025