Маанилүү II-VI жарым өткөргүч материал болгон цинк теллуриди (ZnTe) инфракызыл детектордо, күн батареяларында жана оптоэлектрондук приборлордо кеңири колдонулат. Нанотехнологиядагы жана жашыл химиядагы акыркы жетишкендиктер аны өндүрүүнү оптималдаштырды. Төмөндө учурдагы негизги ZnTe өндүрүш процесстери жана негизги параметрлери, анын ичинде салттуу ыкмалар жана заманбап жакшыртуулар болуп саналат:
________________________________________________
I. Салттуу өндүрүш процесси (түз синтез)
1. Чийки затты даярдоо
• Жогорку тазалыктагы цинк (Zn) жана теллур (Te): Тазалык ≥99,999% (5N сорту), 1:1 молярдык катышта аралаштырылган.
• Коргоочу газ: кычкылданууну алдын алуу үчүн жогорку тазалыктагы аргон (Ar) же азот (N₂).
2. Процесс агымы
• 1-кадам: Вакуумда эритүү синтези
o Zn жана Te порошокторун кварц түтүкчөсүнө аралаштырыңыз жана ≤10⁻³ Па чейин эвакуациялаңыз.
o Жылытуу программасы: 5–10°C/мин 500–700°C чейин ысытыңыз, 4–6 саат кармаңыз.
o Реакция теңдемеси:Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• 2-кадам: Күйүү
o Решеткадагы кемчиликтерди азайтуу үчүн чийки продуктуну 400–500°C температурада 2–3 саатка күйдүрүңүз.
• 3-кадам: Майдалоо жана электен өткөрүү
o Топтолгон материалды максаттуу бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө чейин майдалоо үчүн шар тегирменди колдонуңуз (наносөлчөм үчүн жогорку энергиялуу шар тегирмени).
3. Негизги параметрлер
• Температураны көзөмөлдөө тактыгы: ±5°C
• Муздатуу ылдамдыгы: 2–5°C/мин (термикалык стресс жаракаларын болтурбоо үчүн)
• Чийки заттын бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү: Zn (100–200 тор), Te (200–300 тор)
________________________________________________
II. Заманбап жакшыртылган процесс (солвотермикалык ыкма)
Solvothermal ыкмасы, мисалы, контролдонуучу бөлүкчөлөрдүн өлчөмү жана аз энергия керектөө сыяктуу артыкчылыктарды сунуш nanoscale ZnTe өндүрүү үчүн негизги ыкмасы болуп саналат.
1. Чийки заттар жана эриткичтер
• Прекурсорлор: цинк нитраты (Zn(NO₃)₂) жана натрий теллурити (Na₂TeO₃) же теллур порошок (Te).
• Редуценттер: Гидразингидрат (N₂H₄·H₂O) же натрий боргидриди (NaBH₄).
• Эриткичтер: Этилендиамин (EDA) же деионизацияланган суу (DI суу).
2. Процесс агымы
• 1-кадам: Прекурсорду эритүү
o Zn(NO₃)₂ жана Na₂TeO₃ ды 1:1 молярдык катышта эриткичте аралаштырып эритет.
• 2-кадам: Азайтуу реакциясы
o Редукциялоочу агентти (мисалы, N₂H₄·H₂O) кошуп, жогорку басымдагы автоклавка жабыңыз.
o Реакция шарттары:
Температура: 180–220°C
Убакыт: 12–24 саат
Басым: өз алдынча пайда болгон (3–5 МПа)
o Реакциянын теңдемеси:Zn2++TeO32−+Кемелдентүүчү агент→ZnTe+Кошумча продуктылар (мисалы, H₂O, N₂)Zn2++TeO32−+Кемдештирүү агенти→ZnTe+Консалма продуктылар (мисалы, H₂O, N₂)
• 3-кадам: кийинки дарылоо
o Продукцияны бөлүп алуу үчүн центрифугалоо, этанол жана DI суусу менен 3-5 жолу жуу.
o Вакуумда кургатат (60–80°С 4–6 саат).
3. Негизги параметрлер
• Прекурсордун концентрациясы: 0,1–0,5 моль/л
• рН көзөмөлү: 9–11 (щелочтук шарттар реакцияга ыңгайлуу)
• Бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн көзөмөлдөө: эриткичтин түрү аркылуу тууралоо (мисалы, EDA нано зымдарды берет; суу фазасы нанобөлүкчөлөрдү берет).
________________________________________________
III. Башка өркүндөтүлгөн процесстер
1. Химиялык буулардын катмарлануусу (CVD)
• Колдонуу: Жука пленкалуу даярдоо (мисалы, күн батареялары).
• Прекурсорлор: диэтилцинк (Zn(C₂H₅)₂) жана диэтилтеллур (Te(C₂H₅)₂).
• Параметрлер:
o Каптоо температурасы: 350–450°C
o Ташуучу газ: H₂/Ar аралашмасы (агымдын ылдамдыгы: 50–100 sccm)
o Басым: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. Механикалык эритмелөө (шарты фрезерлөө)
• Өзгөчөлүктөрү: Эриткичсиз, төмөнкү температурадагы синтез.
• Параметрлер:
o Шар менен порошоктун катышы: 10:1
o Фрезер убактысы: 20–40 саат
o Айлануу ылдамдыгы: 300–500 rpm
________________________________________________
IV. Сапатты көзөмөлдөө жана мүнөздөмө
1. Тазалык анализи: кристаллдык түзүлүш үчүн рентген нурларынын дифракциясы (XRD) (2θ ≈25,3° боюнча негизги чокусу).
2. Морфологияны көзөмөлдөө: Нанобөлүкчөлөрдүн өлчөмү үчүн өткөрүүчү электрондук микроскоп (TEM) (типтүү: 10–50 нм).
3. Элементтердин катышы: Zn ≈1:1 тастыктоо үчүн энергетикалык дисперсиялык рентген спектроскопиясы (EDS) же индуктивдүү кошулган плазма масс-спектрометриясы (ICP-MS).
________________________________________________
V. Коопсуздук жана айлана-чөйрөнү коргоо
1. Таштанды газдарды тазалоо: H₂Teди щелочтуу эритмелер менен (мисалы, NaOH) сиңирип алыңыз.
2. Эриткичти калыбына келтирүү: Дистилляция аркылуу органикалык эриткичтерди (мисалы, EDA) кайра иштетүү.
3. Коргоо чаралары: противогаздарды (H₂Te коргоо үчүн) жана коррозияга туруктуу кол каптарды колдонуңуз.
________________________________________________
VI. Технологиялык тенденциялар
• Жашыл синтез: органикалык эриткичти колдонууну азайтуу үчүн суу фазалуу системаларды иштеп чыгуу.
• Допингди өзгөртүү: Cu, Ag ж.б. менен допинг аркылуу өткөргүчтүктү жогорулатуу.
• Ири масштабдуу өндүрүш: кг-масштабдуу партияларга жетүү үчүн үзгүлтүксүз агымдуу реакторлорду кабыл алыңыз.
Посттун убактысы: 21-март-2025