ਜ਼ਿੰਕ ਟੈਲੂਰਾਈਡ (ZnTe), ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ II-VI ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ, ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਖੋਜ, ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲਾਂ ਅਤੇ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕ ਉਪਕਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਨੈਨੋ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਅਤੇ ਹਰੀ ਰਸਾਇਣ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਹਾਲੀਆ ਤਰੱਕੀ ਨੇ ਇਸਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਇਆ ਹੈ। ਹੇਠਾਂ ਮੌਜੂਦਾ ਮੁੱਖ ਧਾਰਾ ZnTe ਉਤਪਾਦਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਮੁੱਖ ਮਾਪਦੰਡ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਰਵਾਇਤੀ ਢੰਗ ਅਤੇ ਆਧੁਨਿਕ ਸੁਧਾਰ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ:
_____________________________________________
I. ਰਵਾਇਤੀ ਉਤਪਾਦਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ (ਸਿੱਧਾ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ)
1. ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਤਿਆਰੀ
• ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲਾ ਜ਼ਿੰਕ (Zn) ਅਤੇ ਟੈਲੂਰੀਅਮ (Te): ਸ਼ੁੱਧਤਾ ≥99.999% (5N ਗ੍ਰੇਡ), 1:1 ਮੋਲਰ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿੱਚ ਮਿਲਾਇਆ ਗਿਆ।
• ਸੁਰੱਖਿਆ ਗੈਸ: ਆਕਸੀਕਰਨ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਲਈ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲਾ ਆਰਗਨ (Ar) ਜਾਂ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ (N₂)।
2. ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਪ੍ਰਵਾਹ
• ਕਦਮ 1: ਵੈਕਿਊਮ ਪਿਘਲਾਉਣ ਦਾ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ
o Zn ਅਤੇ Te ਪਾਊਡਰ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕੁਆਰਟਜ਼ ਟਿਊਬ ਵਿੱਚ ਮਿਲਾਓ ਅਤੇ ≤10⁻³ Pa ਤੱਕ ਕੱਢੋ।
o ਹੀਟਿੰਗ ਪ੍ਰੋਗਰਾਮ: 5-10°C/ਮਿੰਟ ਤੋਂ 500-700°C ਤੱਕ ਗਰਮ ਕਰੋ, 4-6 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ ਰੱਖੋ।
o ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਸਮੀਕਰਨ: Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• ਕਦਮ 2: ਐਨੀਲਿੰਗ
o ਜਾਲੀ ਦੇ ਨੁਕਸ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਕੱਚੇ ਉਤਪਾਦ ਨੂੰ 400-500°C 'ਤੇ 2-3 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ ਐਨੀਲ ਕਰੋ।
• ਕਦਮ 3: ਕੁਚਲਣਾ ਅਤੇ ਛਾਨਣੀ
o ਥੋਕ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਨਿਸ਼ਾਨਾ ਕਣ ਆਕਾਰ (ਨੈਨੋਸਕੇਲ ਲਈ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਵਾਲੀ ਬਾਲ ਮਿਲਿੰਗ) ਤੱਕ ਪੀਸਣ ਲਈ ਇੱਕ ਬਾਲ ਮਿੱਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ।
3. ਮੁੱਖ ਮਾਪਦੰਡ
• ਤਾਪਮਾਨ ਨਿਯੰਤਰਣ ਸ਼ੁੱਧਤਾ: ±5°C
• ਠੰਢਾ ਹੋਣ ਦੀ ਦਰ: 2–5°C/ਮਿੰਟ (ਥਰਮਲ ਸਟ੍ਰੈੱਸ ਦਰਾਰਾਂ ਤੋਂ ਬਚਣ ਲਈ)
• ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਕਣਾਂ ਦਾ ਆਕਾਰ: Zn (100–200 ਜਾਲ), Te (200–300 ਜਾਲ)
_____________________________________________
II. ਆਧੁਨਿਕ ਸੁਧਰੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ (ਸੋਲਵੋਥਰਮਲ ਵਿਧੀ)
ਸੋਲਵੋਥਰਮਲ ਵਿਧੀ ਨੈਨੋਸਕੇਲ ZnTe ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਮੁੱਖ ਧਾਰਾ ਤਕਨੀਕ ਹੈ, ਜੋ ਨਿਯੰਤਰਣਯੋਗ ਕਣ ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਘੱਟ ਊਰਜਾ ਖਪਤ ਵਰਗੇ ਫਾਇਦੇ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ।
1. ਕੱਚਾ ਮਾਲ ਅਤੇ ਘੋਲਕ
• ਪੂਰਵਗਾਮੀ: ਜ਼ਿੰਕ ਨਾਈਟ੍ਰੇਟ (Zn(NO₃)₂) ਅਤੇ ਸੋਡੀਅਮ ਟੈਲੂਰਾਈਟ (Na₂TeO₃) ਜਾਂ ਟੈਲੂਰੀਅਮ ਪਾਊਡਰ (Te)।
• ਘਟਾਉਣ ਵਾਲੇ ਏਜੰਟ: ਹਾਈਡ੍ਰਾਜ਼ੀਨ ਹਾਈਡ੍ਰੇਟ (N₂H₄·H₂O) ਜਾਂ ਸੋਡੀਅਮ ਬੋਰੋਹਾਈਡ੍ਰਾਈਡ (NaBH₄)।
• ਘੋਲਕ: ਐਥੀਲੀਨੇਡੀਆਮਾਈਨ (EDA) ਜਾਂ ਡੀਆਇਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ (DI ਪਾਣੀ)।
2. ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਪ੍ਰਵਾਹ
• ਕਦਮ 1: ਪੂਰਵਗਾਮੀ ਭੰਗ
o ਘੋਲਨ ਵਾਲੇ ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ 1:1 ਮੋਲਰ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿੱਚ Zn(NO₃)₂ ਅਤੇ Na₂TeO₃ ਨੂੰ ਘੋਲਦੇ ਹੋਏ ਘੋਲ ਦਿਓ।
• ਕਦਮ 2: ਕਟੌਤੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ
o ਘਟਾਉਣ ਵਾਲਾ ਏਜੰਟ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, N₂H₄·H₂O) ਪਾਓ ਅਤੇ ਇੱਕ ਉੱਚ-ਦਬਾਅ ਵਾਲੇ ਆਟੋਕਲੇਵ ਵਿੱਚ ਸੀਲ ਕਰੋ।
o ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ:
ਤਾਪਮਾਨ: 180–220°C
ਸਮਾਂ: 12-24 ਘੰਟੇ
ਦਬਾਅ: ਸਵੈ-ਉਤਪੰਨ (3-5 MPa)
o ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਸਮੀਕਰਨ: Zn2++TeO32−+ਘਟਾਉਣ ਵਾਲਾ ਏਜੰਟ→ZnTe+ਉਤਪਾਦ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, H₂O, N₂)Zn2++TeO32−+ਘਟਾਉਣ ਵਾਲਾ ਏਜੰਟ→ZnTe+ਉਤਪਾਦ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, H₂O, N₂)
• ਕਦਮ 3: ਇਲਾਜ ਤੋਂ ਬਾਅਦ
o ਉਤਪਾਦ ਨੂੰ ਅਲੱਗ ਕਰਨ ਲਈ ਸੈਂਟਰਿਫਿਊਜ, ਈਥਾਨੌਲ ਅਤੇ DI ਪਾਣੀ ਨਾਲ 3-5 ਵਾਰ ਧੋਵੋ।
o ਵੈਕਿਊਮ ਹੇਠ ਸੁਕਾਓ (60-80°C ਤੇ 4-6 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ)।
3. ਮੁੱਖ ਮਾਪਦੰਡ
• ਪੂਰਵਗਾਮੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ: 0.1–0.5 mol/L
• pH ਕੰਟਰੋਲ: 9–11 (ਖਾਰੀ ਸਥਿਤੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ਅਨੁਕੂਲ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ)
• ਕਣਾਂ ਦੇ ਆਕਾਰ ਦਾ ਨਿਯੰਤਰਣ: ਘੋਲਕ ਕਿਸਮ ਦੁਆਰਾ ਸਮਾਯੋਜਨ ਕਰੋ (ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, EDA ਨੈਨੋਵਾਇਰ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ; ਜਲਮਈ ਪੜਾਅ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ)।
_____________________________________________
III. ਹੋਰ ਉੱਨਤ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ
1. ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾਂ (CVD)
• ਉਪਯੋਗ: ਪਤਲੀ-ਫਿਲਮ ਤਿਆਰੀ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ)।
• ਪੂਰਵਗਾਮੀ: ਡਾਈਥਾਈਲਜ਼ਿਨਕ (Zn(C₂H₅)₂) ਅਤੇ ਡਾਈਥਾਈਲਟੈਲੂਰੀਅਮ (Te(C₂H₅)₂)।
• ਪੈਰਾਮੀਟਰ:
o ਜਮ੍ਹਾ ਤਾਪਮਾਨ: 350–450°C
o ਕੈਰੀਅਰ ਗੈਸ: H₂/Ar ਮਿਸ਼ਰਣ (ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ: 50–100 sccm)
o ਦਬਾਅ: 10⁻²–10⁻³ ਟੌਰ
2. ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਲੌਇੰਗ (ਬਾਲ ਮਿਲਿੰਗ)
• ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ: ਘੋਲਕ-ਮੁਕਤ, ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ।
• ਪੈਰਾਮੀਟਰ:
o ਬਾਲ-ਤੋਂ-ਪਾਊਡਰ ਅਨੁਪਾਤ: 10:1
o ਮਿਲਿੰਗ ਸਮਾਂ: 20-40 ਘੰਟੇ
o ਘੁੰਮਣ ਦੀ ਗਤੀ: 300–500 rpm
_____________________________________________
IV. ਗੁਣਵੱਤਾ ਨਿਯੰਤਰਣ ਅਤੇ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ
1. ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ: ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਬਣਤਰ ਲਈ ਐਕਸ-ਰੇ ਵਿਵਰਤਨ (XRD) (ਮੁੱਖ ਸਿਖਰ 2θ ≈25.3° 'ਤੇ)।
2. ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਨਿਯੰਤਰਣ: ਨੈਨੋਪਾਰਟੀਕਲ ਆਕਾਰ (ਆਮ: 10–50 nm) ਲਈ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (TEM)।
3. ਐਲੀਮੈਂਟਲ ਅਨੁਪਾਤ: Zn ≈1:1 ਦੀ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਨ ਲਈ ਊਰਜਾ-ਫੈਲਾਅ ਵਾਲਾ ਐਕਸ-ਰੇ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (EDS) ਜਾਂ ਇੰਡਕਟਿਵਲੀ ਕਪਲਡ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਮਾਸ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਮੈਟਰੀ (ICP-MS)।
_____________________________________________
V. ਸੁਰੱਖਿਆ ਅਤੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਸੰਬੰਧੀ ਵਿਚਾਰ
1. ਰਹਿੰਦ-ਖੂੰਹਦ ਗੈਸ ਦਾ ਇਲਾਜ: ਖਾਰੀ ਘੋਲ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ NaOH) ਨਾਲ H₂Te ਨੂੰ ਸੋਖ ਲਓ।
2. ਘੋਲਕ ਰਿਕਵਰੀ: ਜੈਵਿਕ ਘੋਲਕ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ EDA) ਨੂੰ ਡਿਸਟਿਲੇਸ਼ਨ ਰਾਹੀਂ ਰੀਸਾਈਕਲ ਕਰੋ।
3. ਸੁਰੱਖਿਆ ਉਪਾਅ: ਗੈਸ ਮਾਸਕ (H₂Te ਸੁਰੱਖਿਆ ਲਈ) ਅਤੇ ਖੋਰ-ਰੋਧਕ ਦਸਤਾਨੇ ਵਰਤੋ।
_____________________________________________
VI. ਤਕਨੀਕੀ ਰੁਝਾਨ
• ਹਰਾ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ: ਜੈਵਿਕ ਘੋਲਕ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਜਲਮਈ-ਪੜਾਅ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿਕਸਤ ਕਰੋ।
• ਡੋਪਿੰਗ ਸੋਧ: Cu, Ag, ਆਦਿ ਨਾਲ ਡੋਪਿੰਗ ਕਰਕੇ ਚਾਲਕਤਾ ਵਧਾਓ।
• ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਉਤਪਾਦਨ: ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ-ਪੈਮਾਨੇ ਦੇ ਬੈਚ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਨਿਰੰਤਰ-ਪ੍ਰਵਾਹ ਰਿਐਕਟਰਾਂ ਨੂੰ ਅਪਣਾਓ।
ਪੋਸਟ ਸਮਾਂ: ਮਾਰਚ-21-2025