Séng telluride (ZnTe), bahan semikonduktor II-VI penting, loba dipaké dina deteksi infra red, sél surya, jeung alat optoeléktronik. Kamajuan panganyarna dina nanotéhnologi sareng kimia héjo parantos ngaoptimalkeun produksina. Di handap ieu prosés produksi ZnTe arus utama sareng parameter konci, kalebet metode tradisional sareng perbaikan modéren:
________________________________________
I. Prosés Produksi Tradisional (Sintesis Langsung)
1. Persiapan Bahan Baku
• High-purity séng (Zn) jeung tellurium (Te): Purity ≥99,999% (5N kelas), dicampurkeun dina nisbah 1: 1 molar.
• gas pelindung: argon-purity tinggi (Ar) atawa nitrogén (N₂) pikeun nyegah oksidasi.
2. Aliran Prosés
• Lengkah 1: Sintésis lebur vakum
o Campur bubuk Zn sareng Te dina tabung kuarsa sareng évakuasi ka ≤10⁻³ Pa.
o Program pemanasan: Panas dina 5–10°C/mnt nepi ka 500–700°C, tahan salila 4–6 jam.
o Persamaan réaksi:Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• Lengkah 2: Annealing
o Anil produk atah dina 400–500°C salila 2–3 jam pikeun ngurangan defects kisi.
• Lengkah 3: Crushing na Sieving
o Anggo ball mill pikeun ngagiling bahan bulk kana ukuran partikel target (panggilingan bola énergi tinggi pikeun skala nano).
3. Parameter konci
• akurasi kontrol Suhu: ± 5 ° C
• Laju cooling: 2-5 ° C / mnt (pikeun nyegah retakan stress termal)
• Ukuran partikel bahan baku: Zn (100–200 mesh), Te (200–300 mesh)
________________________________________
II. Prosés Ngaronjatkeun Modern (Metode Solvothermal)
Métode solvothermal nyaéta téknik mainstream pikeun ngahasilkeun ZnTe skala nano, nawiskeun kaunggulan sapertos ukuran partikel anu tiasa dikontrol sareng konsumsi énergi anu rendah.
1. Bahan Baku jeung Pangleyur
• Prékursor: Séng nitrat (Zn(NO₃)₂) jeung natrium tellurite (Na₂TeO₃) atawa bubuk tellurium (Te).
• Agen réduksi: Hidrazin hidrat (N₂H₄·H₂O) atawa natrium borohidrida (NaBH₄).
• Pangleyur: Ethylenediamine (EDA) atawa cai deionized (cai DI).
2. Aliran Prosés
• Lengkah 1: prékursor disolusi
o Ngaleyurkeun Zn(NO₃)₂ jeung Na₂TeO₃ dina babandingan molar 1:1 dina pangleyur dina diaduk.
• Lengkah 2: Réaksi réduksi
o Tambah agén pangréduksi (misalna, N₂H₄·H₂O) jeung segel dina autoclave-tekanan luhur.
o Kaayaan réaksi:
Suhu: 180–220°C
Waktos: 12–24 jam
Tekanan: Dihasilkeun sorangan (3-5 MPa)
o Persamaan réaksi:Zn2++TeO32−+Agén réduksi→ZnTe+Produk Sampingan (misalna H₂O, N₂)Zn2++TeO32−+Agén réduksi→ZnTe+Produk Sampingan (misalna H₂O, N₂)
• Lengkah 3: Post-perlakuan
o Centrifuge pikeun ngasingkeun produk, ngumbah 3-5 kali etanol jeung cai DI.
o Garing dina vakum (60–80°C salila 4–6 jam).
3. Parameter konci
• Konsentrasi prékursor: 0.1–0.5 mol/L
• Kontrol pH: 9–11 (kondisi basa ngadukung réaksi)
• Kontrol ukuran partikel: Saluyukeun via tipe pangleyur (misalna, EDA ngahasilkeun kawat nano; fase cai ngahasilkeun nanopartikel).
________________________________________
III. Prosés Advanced séjén
1. Déposisi Uap Kimia (CVD)
• Aplikasi: Persiapan pilem ipis (misalna sél surya).
• Prékursor: Diétilzin (Zn(C₂H₅)₂) jeung dietiltellurium (Te(C₂H₅)₂).
• Parameter:
o Suhu déposisi: 350–450°C
o Gas pembawa: campuran H₂/Ar (laju aliran: 50–100 sccm)
o Tekanan: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. Paduan Mékanis (Ball Milling)
• Fitur: Pangleyur bébas, sintésis-suhu low.
• Parameter:
o Babandingan bal-to-bubuk: 10:1
o Waktu panggilingan: 20–40 jam
o Laju rotasi: 300–500 rpm
________________________________________
IV. Kontrol Kualitas sareng Karakterisasi
1. Analisis purity: difraksi sinar-X (XRD) pikeun struktur kristal (puncak utama dina 2θ ≈25.3 °).
2. Kontrol morfologi: Transmission electron microscopy (TEM) pikeun ukuran nanopartikel (has: 10-50 nm).
3. Babandingan unsur: Énergi-dispersive X-ray spéktroskopi (EDS) atanapi induktif gandeng spéktrometri massa plasma (ICP-MS) pikeun mastikeun Zn ≈1: 1.
________________________________________
V. Kasalametan jeung Pertimbangan Lingkungan
1. Pangolahan gas runtah: Nyerep H₂Te kalayan larutan basa (misalna NaOH).
2. Pamulihan pangleyur: Daur ulang pangleyur organik (contona, EDA) via distilasi.
3. Ukuran pelindung: Anggo masker gas (pikeun panyalindungan H₂Te) sareng sarung tangan tahan korosi.
________________________________________
VI. Tren téhnologis
• Sintésis Héjo: Ngembangkeun sistem cai-fase pikeun ngurangan pamakéan pangleyur organik.
• Doping modifikasi: Ningkatkeun konduktivitas ku doping kalawan Cu, Ag, jsb.
• Produksi skala badag: Ngadopsi réaktor aliran kontinyu pikeun ngahontal bets skala kg.
waktos pos: Mar-21-2025