Mae sinc telluride (ZnTe), deunydd lled-ddargludyddion II-VI pwysig, yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn canfod isgoch, celloedd solar, a dyfeisiau optoelectroneg. Mae datblygiadau diweddar mewn nanotechnoleg a chemeg werdd wedi gwneud y gorau o'i gynhyrchu. Isod mae'r prosesau cynhyrchu ZnTe prif ffrwd cyfredol a pharamedrau allweddol, gan gynnwys dulliau traddodiadol a gwelliannau modern:
________________________________________
I. Proses Gynhyrchu Traddodiadol (Synthesis Uniongyrchol)
1. Paratoi Deunydd Crai
• Sinc purdeb uchel (Zn) a tellurium (Te): Purdeb ≥99.999% (gradd 5N), wedi'i gymysgu mewn cymhareb molar 1:1.
• Nwy amddiffynnol: Argon purdeb uchel (Ar) neu nitrogen (N₂) i atal ocsideiddio.
2. Llif Proses
• Cam 1: Synthesis toddi gwactod
o Cymysgwch powdrau Zn a Te mewn tiwb cwarts a'u gwacáu i ≤10⁻³ Pa.
o Rhaglen wresogi: Cynheswch ar 5–10°C/min i 500–700°C, daliwch am 4–6 awr.
o Hafaliad adwaith: Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• Cam 2: Anelio
o Anelwch y cynnyrch crai ar 400–500°C am 2–3 awr i leihau diffygion dellt.
• Cam 3: Malu a Hidlo
o Defnyddiwch felin bêl i falu'r deunydd swmp i'r maint gronynnau targed (melino pêl ynni uchel ar gyfer nanoscale).
3. Paramedrau Allweddol
• Cywirdeb rheoli tymheredd: ±5°C
• Cyfradd oeri: 2–5°C/munud (i osgoi craciau straen thermol)
• Maint gronynnau deunydd crai: Zn (100-200 rhwyll), Te (200-300 rhwyll)
________________________________________
II. Proses Well Fodern (Dull Solvothermol)
Y dull solvothermol yw'r dechneg brif ffrwd ar gyfer cynhyrchu nanoscale ZnTe, gan gynnig manteision megis maint gronynnau rheoladwy a defnydd isel o ynni.
1. Deunyddiau Crai a Thoddyddion
• Rhagflaenwyr: Sinc nitrad (Zn(NO₃)₂) a sodiwm tellwrit (Na₂TeO₃) neu bowdr tellurium (Te).
• Cyfryngau lleihau: Hydrasin hydrad (N₂H₄·H₂O) neu sodiwm borohydride (NaBH₄).
• Toddyddion: Ethylenediamine (EDA) neu ddŵr deionized (dŵr DI).
2. Llif Proses
• Cam 1: Diddymu Rhagflaenol
o Hydoddwch Zn(NO₃)₂ a Na₂TeO₃ mewn cymhareb molar 1:1 yn y toddydd dan ei droi.
• Cam 2: Lleihau Ymateb
o Ychwanegwch yr asiant rhydwytho (ee, N₂H₄·H₂O) a'i selio mewn awtoclaf pwysedd uchel.
o Amodau ymateb:
Tymheredd: 180–220°C
Amser: 12-24 awr
Pwysau: Wedi'i gynhyrchu gan eich hun (3–5 MPa)
o Hafaliad adwaith: Zn2++TeO32−+Asiant lleihau → ZnTe+ Sgil-gynhyrchion (ee, H₂O, N₂)Zn2++TeO32−+Asiant lleihau → ZnTe+ Sgîl-gynhyrchion (ee, H₂O, N₂)
• Cam 3: Ôl-driniaeth
o Centrifuge i ynysu'r cynnyrch, golchi 3-5 gwaith gydag ethanol a dŵr DI.
o Sychwch dan wactod (60–80°C am 4–6 awr).
3. Paramedrau Allweddol
• Crynodiad rhagflaenydd: 0.1–0.5 mol/L
• Rheolaeth pH: 9–11 (mae amodau alcalïaidd yn ffafrio adwaith)
• Rheoli maint gronynnau: Addaswch trwy'r math o doddydd (ee, cynnyrch EDA nanowires; nanoronynnau cynnyrch cyfnod dyfrllyd).
________________________________________
III. Prosesau Uwch Eraill
1. Dyddodiad Anwedd Cemegol (CVD)
• Cais: Paratoi ffilm denau (ee, celloedd solar).
• Rhagflaenwyr: Diethylzinc (Zn(C₂H₅)₂) a diethyltellurium (Te(C₂H₅)₂).
• Paramedrau:
o Tymheredd dyddodiad: 350–450°C
o Nwy cludwr: cymysgedd H₂/Ar (cyfradd llif: 50-100 sccm)
o Pwysau: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. Aloi Mecanyddol (Melino Peli)
• Nodweddion: synthesis di-doddydd, tymheredd isel.
• Paramedrau:
o Cymhareb pêl-i-powdr: 10:1
o Amser melino: 20-40 awr
o Cyflymder cylchdroi: 300-500 rpm
________________________________________
IV. Rheoli Ansawdd a Nodweddu
1. Dadansoddiad purdeb: diffreithiant pelydr-X (XRD) ar gyfer strwythur grisial (prif uchafbwynt ar 2θ ≈25.3 °).
2. Rheoli morffoleg: Microsgopeg electron trawsyrru (TEM) ar gyfer maint nanoronynnau (nodweddiadol: 10-50 nm).
3. Cymhareb elfennol: Sbectrosgopeg pelydr-X sy'n gwasgaru ynni (EDS) neu sbectrometreg màs plasma wedi'i gyplysu'n anwythol (ICP-MS) i gadarnhau Zn ≈1:1.
________________________________________
V. Ystyriaethau Diogelwch ac Amgylcheddol
1. Triniaeth nwy gwastraff: Amsugno H₂Te gyda datrysiadau alcalïaidd (ee, NaOH).
2. Adfer toddyddion: Ailgylchu toddyddion organig (ee, EDA) trwy ddistylliad.
3. Mesurau amddiffynnol: Defnyddiwch fasgiau nwy (ar gyfer amddiffyn H₂Te) a menig sy'n gwrthsefyll cyrydiad.
________________________________________
VI. Tueddiadau Technolegol
• Synthesis gwyrdd: Datblygu systemau cyfnod dyfrllyd i leihau'r defnydd o doddydd organig.
• Addasu cyffuriau: Gwella dargludedd trwy ddopio â Cu, Ag, ac ati.
• Cynhyrchu ar raddfa fawr: Mabwysiadu adweithyddion llif di-dor i gyflawni sypiau ar raddfa kg.
Amser post: Maw-21-2025