Önemli bir II-VI yarı iletken malzemesi olan çinko tellurid (ZnTE), kızılötesi tespit, güneş pilleri ve optoelektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılır. Nanoteknoloji ve yeşil kimyadaki son gelişmeler üretimini optimize etti. Geleneksel yöntemler ve modern iyileştirmeler dahil olmak üzere mevcut ana ZnTE üretim süreçleri ve temel parametreler aşağıdadır:
________________________________________
I. Geleneksel Üretim Süreci (Doğrudan Sentez)
1. Hammadde hazırlığı
• Yüksek saflıkta çinko (Zn) ve tellür (TE): 1: 1 molar oranda karıştırılmış saflık ≥99.999 (5n derece).
• Koruyucu gaz: oksidasyonu önlemek için yüksek saflıkta argon (AR) veya azot (N₂).
2. Proses akışı
• Adım 1: Vakum eritme sentezi
o Zn ve Te tozlarını bir kuvars tüpünde karıştırın ve ≤10⁻³ pa olarak tahliye edin.
o Isıtma Programı: 5-10 ° C/dakikada 500-700 ° C'ye ısıtın, 4-6 saat tutun.
o Reaksiyon Denklemi: Zn+TE → ΔZNTEZN+TEΔZNTE
• 2. Adım: Tavlama
o Kafes kusurlarını azaltmak için ham ürünü 2-3 saat boyunca 400-500 ° C'de tavlayın.
• Adım 3: Ezme ve eleme
o Dökme malzemesini hedef partikül boyutuna öğütmek için bir bilyalı değirmen kullanın (nano ölçekli için yüksek enerjili bilyalı öğütme).
3. Anahtar parametreler
• Sıcaklık kontrolü doğruluğu: ± 5 ° C
• Soğutma oranı: 2-5 ° C/dk (termal stres çatlaklarını önlemek için)
• Hammadde Parçacık Boyutu: Zn (100-200 ağ), TE (200-300 ağ)
________________________________________
İi. Modern Geliştirilmiş İşlem (Solvotermal Yöntem)
Solvotermal yöntem, kontrol edilebilir parçacık boyutu ve düşük enerji tüketimi gibi avantajlar sunan nano ölçekli znte üretmek için ana akım tekniktir.
1. Hammadde ve çözücüler
• Öncüller: çinko nitrat (Zn (no₃) ₂) ve sodyum tellturit (na₂teo₃) veya tellür tozu (TE).
• Azaltma ajanları: hidrazin hidrat (n₂h₄ · h₂o) veya sodyum borohidrit (NABH₄).
• Çözücüler: etilendiamin (EDA) veya deiyonize su (DI su).
2. Proses akışı
• 1. Adım: Öncül çözünmesi
o Zn (no₃) ₂ ve na₂teo₃'yi karıştırma altında çözücü içindeki 1: 1 molar oranda çözün.
• 2. Adım: Azaltma reaksiyonu
o İndirgeme maddesini (örneğin, n₂h₄ · h₂o) ekleyin ve yüksek basınçlı bir otoklavda mühürleyin.
o Reaksiyon Koşulları:
Sıcaklık: 180-220 ° C
Zaman: 12-24 saat
Basınç: Kendi kendine üretilen (3-5 MPa)
O Reaksiyon Denklemi: Zn2 ++ TEO32−+Azaltma Ajanı → ZnTE+yan ürünleri (örneğin, h₂o, n₂) Zn2 ++ TEO32−+Azunleyici Ajan → ZnTE+yan ürünleri (örn., H₂o, n₂)
• 3. Adım: Tedavi sonrası
O ürünü izole etmek için santrifüj, etanol ve di su ile 3-5 kez yıkayın.
o Vakum altında kurutun (4-6 saat boyunca 60-80 ° C).
3. Anahtar parametreler
• öncü konsantrasyonu: 0.1-0.5 mol/L
• PH kontrolü: 9–11 (alkalin koşulları reaksiyonu desteklemek)
• Partikül boyutu kontrolü: Solvent tipi ile ayarlayın (örn. EDA nanoteller verir; sulu faz nanopartikülleri verir).
________________________________________
III. Diğer Gelişmiş Süreçler
1. Kimyasal buhar birikimi (CVD)
• Uygulama: İnce film hazırlığı (örn. Güneş hücreleri).
• Öncüller: dietilzinc (Zn (C₂h₅) ₂) ve dietiltelüryum (TE (C₂H₅) ₂).
• Parametreler:
o Biriktirme sıcaklığı: 350-450 ° C
o Taşıyıcı Gaz: H₂/AR karışımı (akış hızı: 50-100 SCCM)
o Basınç: 10⁻² - 10⁻³ Torr
2. Mekanik alaşım (bilyalı öğütme)
• Özellikler: Solventsiz, düşük sıcaklık sentezi.
• Parametreler:
o Top-powder oranı: 10: 1
o Freze Süresi: 20-40 saat
o Döndürme hızı: 300-500 rpm
________________________________________
IV. Kalite kontrolü ve karakterizasyonu
1. Saflık Analizi: Kristal yapı için X-ışını kırınımı (XRD) (2θ ≈25.3 ° 'de ana pik).
2. Morfoloji Kontrolü: Nanoparçacık boyutu için iletim elektron mikroskopisi (TEM) (tipik: 10-50 nm).
3. Elemental oranı: Zn ≈1: 1'i doğrulamak için enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (EDS) veya endüktif olarak birleştirilmiş plazma kütle spektrometresi (ICP-MS).
________________________________________
V. Güvenlik ve Çevresel Hususlar
1. Atık Gaz Tedavisi: Alkalin çözeltileri (örn. NaOH) ile emme.
2. Solvent geri kazanımı: Damıtma yoluyla organik çözücüleri (örn. EDA) geri dönüştürün.
3. Koruyucu önlemler: Gaz maskeleri (H₂te koruması için) ve korozyona dayanıklı eldivenler kullanın.
________________________________________
VI. Teknolojik eğilimler
• Yeşil Sentez: Organik çözücü kullanımını azaltmak için sulu faz sistemleri geliştirin.
• Doping Modifikasyonu: Cu, AG, vb. İle doping yaparak iletkenliği artırın.
• Büyük ölçekli üretim: KG ölçekli gruplar elde etmek için sürekli akış reaktörlerini benimseyin.
Gönderme Zamanı: MAR-21-2025