Teluridi i zinkut (ZnTe), një material i rëndësishëm gjysmëpërçues II-VI, përdoret gjerësisht në zbulimin infra të kuqe, qelizat diellore dhe pajisjet optoelektronike. Përparimet e fundit në nanoteknologji dhe kiminë e gjelbër kanë optimizuar prodhimin e saj. Më poshtë janë proceset aktuale të prodhimit të ZnTe dhe parametrat kryesorë, duke përfshirë metodat tradicionale dhe përmirësimet moderne:
____________________________________
I. Procesi tradicional i prodhimit (sintezë e drejtpërdrejtë)
1. Përgatitja e lëndës së parë
• Zinku (Zn) dhe teluri (Te) me pastërti të lartë: Pastërtia ≥99,999% (klasa 5N), të përziera në një raport molar 1:1.
• Gaz mbrojtës: argon me pastërti të lartë (Ar) ose nitrogjen (N2) për të parandaluar oksidimin.
2. Rrjedha e procesit
• Hapi 1: Sinteza e shkrirjes me vakum
o Përzieni pluhurat Zn dhe Te në një tub kuarci dhe evakuoni në ≤10-3 Pa.
o Programi i ngrohjes: Ngroheni me 5–10°C/min deri në 500–700°C, mbajeni për 4–6 orë.
o Ekuacioni i reaksionit:Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• Hapi 2: Pjekja
o Pjekja e produktit të papërpunuar në 400–500°C për 2–3 orë për të reduktuar defektet e rrjetës.
• Hapi 3: Thërrmimi dhe Sitja
o Përdorni një mulli me top për të bluar materialin në masë deri në madhësinë e grimcave të synuara (Frezimi i topave me energji të lartë për nanoshkallë).
3. Parametrat kyç
• Saktësia e kontrollit të temperaturës: ±5°C
• Shpejtësia e ftohjes: 2–5°C/min (për të shmangur çarjet e stresit termik)
• Madhësia e grimcave të lëndës së parë: Zn (100–200 mesh), Te (200–300 mesh)
____________________________________
II. Procesi modern i përmirësuar (metoda solvotermale)
Metoda solvotermale është teknika kryesore për prodhimin e ZnTe në shkallë nano, duke ofruar avantazhe të tilla si madhësia e grimcave të kontrollueshme dhe konsumi i ulët i energjisë.
1. Lëndët e para dhe tretësit
• Pararendësit: Nitrat zinku (Zn(NO3)2) dhe telurit natriumi (Na2TeO3) ose pluhur teluri (Te).
• Agjentët reduktues: Hidrazin hidrat (N2H4·H2O) ose borohidrid natriumi (NaBH4).
• Tretës: Etilenediamine (EDA) ose ujë i dejonizuar (uji DI).
2. Rrjedha e procesit
• Hapi 1: Shpërbërja e pararendësit
o Treteni Zn(NO3)2 dhe Na2TeO3 në një raport molar 1:1 në tretës me përzierje.
• Hapi 2: Reagimi i reduktimit
o Shtoni agjentin reduktues (p.sh., N2H4·H2O) dhe mbylleni në një autoklave me presion të lartë.
o Kushtet e reagimit:
Temperatura: 180–220°C
Koha: 12–24 orë
Presioni: I krijuar vetë (3–5 MPa)
o Ekuacioni i reaksionit:Zn2++TeO32−+Agjent reduktues→ZnTe+Nënproduktet (p.sh., H2O, N2)Zn2++TeO32−+Agjent reduktues→ZnTe+Nënproduktet (p.sh., H2O, N₂)
• Hapi 3: Pas-trajtimi
o Centrifugoni për të izoluar produktin, lani 3–5 herë me etanol dhe ujë DI.
o Thajeni në vakum (60–80°C për 4–6 orë).
3. Parametrat kyç
• Përqendrimi i prekursorit: 0,1–0,5 mol/L
• Kontrolli i pH: 9–11 (kushtet alkaline favorizojnë reagimin)
• Kontrolli i madhësisë së grimcave: Rregulloni sipas llojit të tretësit (p.sh. EDA nxjerr nanotela; faza ujore prodhon nanogrimca).
____________________________________
III. Procese të tjera të avancuara
1. Depozitimi i avullit kimik (CVD)
• Aplikimi: Përgatitje me shtresë të hollë (p.sh. qelizat diellore).
• Pararendësit: Dietilzink (Zn(C2H5)2) dhe dietiltelurium (Te(C2H5)2).
• Parametrat:
o Temperatura e depozitimit: 350–450°C
o Gaz mbartës: përzierje H2/Ar (shkalla e rrjedhjes: 50–100 sccm)
o Presioni: 10-2–10-3 Torr
2. Lidhje mekanike (Frezim me top)
• Veçoritë: Sintezë pa tretës, me temperaturë të ulët.
• Parametrat:
o Raporti top-pluhur: 10:1
o Koha e bluarjes: 20–40 orë
o Shpejtësia e rrotullimit: 300–500 rpm
____________________________________
IV. Kontrolli i Cilësisë dhe Karakterizimi
1. Analiza e pastërtisë: Difraksioni me rreze X (XRD) për strukturën kristalore (pika kryesore në 2θ ≈25.3°).
2. Kontrolli i morfologjisë: Mikroskopi elektronik transmetues (TEM) për madhësinë e nanogrimcave (tipike: 10–50 nm).
3. Raporti elementar: Spektroskopia me rreze X me shpërndarje energjie (EDS) ose spektrometria e masës plazmatike e çiftuar në mënyrë induktive (ICP-MS) për të konfirmuar Zn ≈1:1.
____________________________________
V. Konsideratat e sigurisë dhe mjedisit
1. Trajtimi i gazrave të mbeturinave: Thithni H2Te me solucione alkaline (p.sh. NaOH).
2. Rikuperimi i tretësit: Ricikloni tretësit organikë (p.sh. EDA) nëpërmjet distilimit.
3. Masat mbrojtëse: Përdorni maska kundër gazit (për mbrojtjen e H2Te) dhe doreza rezistente ndaj korrozionit.
____________________________________
VI. Tendencat teknologjike
• Sinteza e gjelbër: Zhvillimi i sistemeve të fazës ujore për të reduktuar përdorimin e tretësve organikë.
• Modifikimi i dopingut: Rritja e përçueshmërisë duke doping me Cu, Ag, etj.
• Prodhimi në shkallë të gjerë: Adoptoni reaktorë me rrjedhje të vazhdueshme për të arritur tufa në shkallë kg.
Koha e postimit: Mar-21-2025