Seng telluride (ZnTe), bahan semikonduktor II-VI sing penting, akeh digunakake ing deteksi infra merah, sel surya, lan piranti optoelektronik. Kemajuan anyar ing nanoteknologi lan kimia ijo wis ngoptimalake produksi. Ing ngisor iki ana proses produksi ZnTe arus utama lan paramèter utama, kalebu cara tradisional lan dandan modern:
__________________________________________
I. Proses Produksi Tradisional (Sintesis Langsung)
1. Persiapan Bahan Baku
• Seng kemurnian dhuwur (Zn) lan tellurium (Te): Kemurnian ≥99,999% (kelas 5N), dicampur ing rasio molar 1: 1.
• Gas protèktif: Argon kemurnian dhuwur (Ar) utawa nitrogen (N₂) kanggo nyegah oksidasi.
2. Alur Proses
• Langkah 1: Sintesis Leleh Vakum
o Nyampur bubuk Zn lan Te ing tabung kuarsa lan evakuasi nganti ≤10⁻³ Pa.
o Program pemanasan: Panas ing 5–10°C/menit nganti 500–700°C, tahan nganti 4–6 jam.
o Persamaan reaksi:Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• Langkah 2: Annealing
o Anil produk mentah ing 400-500 ° C suwene 2-3 jam kanggo nyuda cacat kisi.
• Langkah 3: Crushing lan Sieving
o Gunakake pabrik werni kanggo nggiling materi akeh kanggo ukuran partikel target (dhuwur-energi werni panggilingan kanggo nanoscale).
3. Parameter Kunci
• Akurasi kontrol suhu: ± 5°C
• Tingkat pendinginan: 2–5°C/menit (kanggo ngindhari retak stres termal)
• Ukuran partikel bahan baku: Zn (100–200 mesh), Te (200–300 mesh)
__________________________________________
II. Proses Ngapikake Modern (Metode Solvothermal)
Cara solvothermal minangka teknik mainstream kanggo ngasilake ZnTe skala nano, menehi kaluwihan kayata ukuran partikel sing bisa dikontrol lan konsumsi energi sing sithik.
1. Bahan Baku lan Pelarut
• Prekursor: Seng nitrat (Zn(NO₃)₂) lan sodium tellurite (Na₂TeO₃) utawa bubuk tellurium (Te).
• Agen pereduksi: Hidrazin hidrat (N₂H₄·H₂O) utawa natrium borohidrida (NaBH₄).
• Pelarut: Ethylenediamine (EDA) utawa banyu deionisasi (banyu DI).
2. Alur Proses
• Langkah 1: Prekursor Dissolution
o Bubarake Zn(NO₃)₂ lan Na₂TeO₃ kanthi rasio molar 1:1 ing pelarut sing diaduk.
• Langkah 2: Reaksi Pengurangan
o Tambah agen reduktor (contone, N₂H₄·H₂O) lan tutup ing autoclave tekanan dhuwur.
o Kondisi reaksi:
Suhu: 180–220°C
Wektu: 12-24 jam
Tekanan: Self-generated (3-5 MPa)
o Persamaan reaksi:Zn2++TeO32−+Reducing agent→ZnTe+Byproducts (eg, H₂O, N₂)Zn2++TeO32−+Reducing agent→ZnTe+Byproducts (eg, H₂O, N₂)
• Langkah 3: Sawise perawatan
o Centrifuge kanggo ngisolasi produk, cuci 3-5 kaping nganggo etanol lan banyu DI.
o Garing ing vakum (60–80°C suwene 4–6 jam).
3. Parameter Kunci
• Konsentrasi prekursor: 0,1–0,5 mol/L
• Kontrol pH: 9–11 (kondisi alkalin seneng reaksi)
• Kontrol ukuran partikel: Nyetel liwat jinis pelarut (contone, EDA ngasilake kawat nano; fase banyu ngasilake nanopartikel).
__________________________________________
III. Proses Lanjut Liyane
1. Deposisi Uap Kimia (CVD)
• Aplikasi: Persiapan film tipis (contone, sel surya).
• Prekursor: Dietilzinc (Zn(C₂H₅)₂) lan diethyltellurium (Te(C₂H₅)₂).
• Parameter:
o Suhu deposisi: 350–450°C
o Gas pembawa: Campuran H₂/Ar (laju aliran: 50–100 sccm)
o Tekanan: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. Paduan Mekanik (Ball Milling)
• Fitur: Solvent-free, sintesis kurang-suhu.
• Parameter:
o Rasio werni-kanggo-wêdakakêna: 10:1
o Wektu panggilingan: 20-40 jam
o Kacepetan rotasi: 300–500 rpm
__________________________________________
IV. Kontrol Kualitas lan Karakterisasi
1. Analisis kemurnian: difraksi sinar-X (XRD) kanggo struktur kristal (puncak utama ing 2θ ≈25,3 °).
2. Kontrol morfologi: Transmisi elektron mikroskop (TEM) kanggo ukuran nanopartikel (khas: 10-50 nm).
3. Rasio unsur: Spektroskopi sinar-X energi-dispersif (EDS) utawa spektrometri massa plasma induktif (ICP-MS) kanggo konfirmasi Zn ≈1: 1.
__________________________________________
V. Pertimbangan Keamanan lan Lingkungan
1. Pengolahan gas limbah: Nyerep H₂Te nganggo larutan alkalin (contone, NaOH).
2. Pemulihan pelarut: Daur ulang pelarut organik (contone, EDA) liwat distilasi.
3. Tindakan protèktif: Gunakake topeng gas (kanggo pangayoman H₂Te) lan sarung tangan tahan karat.
__________________________________________
VI. Tren Teknologi
• Sintesis ijo: Ngembangake sistem fase banyu kanggo nyuda panggunaan pelarut organik.
• Modifikasi Doping: Ningkatake konduktivitas kanthi doping karo Cu, Ag, lsp.
• Produksi skala gedhe: Nganggo reaktor aliran terus-terusan kanggo entuk batch skala kg.
Wektu kirim: Mar-21-2025