Теллури руҳ (ZnTe), як маводи муҳими нимноқили II-VI, дар муайянкунии инфрасурх, ҳуҷайраҳои офтобӣ ва дастгоҳҳои оптоэлектронӣ васеъ истифода мешавад. Пешрафтҳои охирин дар нанотехнология ва химияи сабз истеҳсоли онро оптимизатсия карданд. Дар зер равандҳои асосии истеҳсолии ZnTe ва параметрҳои асосӣ, аз ҷумла усулҳои анъанавӣ ва такмилдиҳии муосир мавҷуданд:
___________________________________
I. Раванди анъанавии истеҳсолот (синтези мустақим)
1. Тайёр кардани ашьёи хом
• Руҳ (Zn) ва теллур (Te): тозагӣ ≥99,999% (дар дараҷаи 5N), бо таносуби молярии 1:1 омехта шудааст.
• Гази муҳофизатӣ: Аргон (Ar) ё нитрогени (N₂) тозагии баланд барои пешгирии оксидшавӣ.
2. Ҷараёни раванд
• Қадами 1: Синтези обшавии вакуумӣ
o Хокаҳои Zn ва Te-ро дар найчаи кварц омехта кунед ва то ≤10⁻³ Па эвакуатсия кунед.
o Барномаи гармидиҳӣ: Дар 5–10°C/дақ то 500–700°C гарм кунед, 4–6 соат нигоҳ доред.
o Муодилаи реаксия: Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• Қадами 2: Таваққуф кардан
o Маҳсулоти хомро дар ҳарорати 400–500°С барои 2–3 соат тафсонед, то камбудиҳои торро кам кунед.
• Қадами 3: Куфтан ва ҷӯшондан
o Бо истифода аз осиёб тӯб барои майда кардани маводи яклухт ба андозаи заррачаҳои мақсаднок (фрезеркунии тӯби энергияи баланд барои наномикёс).
3. Параметрҳои асосӣ
• Дурустии назорати ҳарорат: ±5°C
• Суръати хунуккунӣ: 2–5°C/дақ (барои пешгирӣ кардани тарқишҳои фишори гармӣ)
• Андозаи заррачаҳои ашёи хом: Zn (100–200 mesh), Te (200–300 mesh)
___________________________________
II. Раванди муосири такмилёфта (усули солвотермалӣ)
Усули солвотермалӣ як усули асосии истеҳсоли наномикёси ZnTe мебошад, ки бартариҳоро ба монанди андозаи назоратшавандаи зарраҳо ва истеъмоли ками энергия пешниҳод мекунад.
1. Ашьёи хом ва халкунандахо
• Прекурсорҳо: нитрати руҳ (Zn(NO₃)₂) ва теллурити натрий (Na₂TeO₃) ё хокаи теллур (Te).
• Воситаҳои коҳишдиҳанда: Гидразингидрат (N₂H₄·H₂O) ё боргидриди натрий (NaBH₄).
• Маҳлулҳо: Этилендиамин (EDA) ё оби деионизатсияшуда (ди об).
2. Ҷараёни раванд
• Қадами 1: Барҳам додани прекурсор
o Zn(NO₃)₂ ва Na₂TeO₃-ро дар таносуби молярии 1:1 дар ҳалкунанда дар зери омехтагӣ ҳал кунед.
• Қадами 2: Реаксияи коҳиш
o Агенти коҳишдиҳандаро илова кунед (масалан, N₂H₄·H₂O) ва мӯҳр дар автоклави фишори баланд.
o Шароити реаксия:
Ҳарорат: 180–220°C
Вақт: 12-24 соат
Фишор: худ тавлидшуда (3–5 МПа)
o Муодилаи реаксия: Zn2++TeO32−+Агенти коҳишдиҳанда→ZnTe+Маҳсулоти иловагӣ (масалан, H₂O, N₂)Zn2++TeO32−+Агенти коҳишдиҳанда→ZnTe+Маҳсулоти иловагӣ (масалан, H₂O, N₂)
• Қадами 3: Баъди табобат
o Центрифуга барои ҷудо кардани маҳсулот, 3-5 маротиба бо этанол ва оби DI шустан.
o Дар зери вакуум (60-80°С барои 4-6 соат) хушк кунед.
3. Параметрҳои асосӣ
• Консентратсияи прекурсорҳо: 0,1–0,5 моль/л
• Назорати рН: 9–11 (шароити сілтӣ ба реаксия мусоидат мекунад)
• Назорати андозаи зарраҳо: Тавассути навъи ҳалкунанда танзим кунед (масалан, EDA наносимҳоро медиҳад; марҳилаи обӣ нанозаррачаҳоро медиҳад).
___________________________________
III. Дигар равандҳои пешрафта
1. Ҷойгиршавии буғи кимиёвӣ (CVD)
• Татбиқ: Омодасозии қабати тунук (масалан, ҳуҷайраҳои офтобӣ).
• Прекурсорҳо: диэтилцинк (Zn(C₂H₅)₂) ва диэтилтеллур (Te(C₂H₅)₂).
• Параметрҳо:
o Ҳарорати таҳшин: 350–450°C
o Гази интиқолдиҳанда: омехтаи H₂/Ar (суръати ҷараён: 50–100 sccm)
o Фишор: 10⁻²–10⁻³ Торр
2. Хӯлаи механикӣ (Фрезеркунии тӯб)
• Хусусиятҳо: синтези бе ҳалкунанда, ҳарорати паст.
• Параметрҳо:
o Таносуби шар ба хока: 10:1
o Вақти фрезер: 20-40 соат
o Суръати гардиш: 300–500 чархзанӣ
___________________________________
IV. Назорати сифат ва тавсиф
1. Таҳлили покӣ: дифраксияи рентгенӣ (XRD) барои сохтори кристалл (қуллаи асосӣ дар 2θ ≈25,3 °).
2. Назорати морфология: Микроскопияи электронии интиқол (TEM) барои андозаи нанозарраҳо (муқаррарӣ: 10–50 нм).
3. Таносуби элементҳо: спектроскопияи энергетикии дисперсивии рентгенӣ (EDS) ё спектрометрияи массаи плазма (ICP-MS) барои тасдиқи Zn ≈1:1.
___________________________________
V. Мулоҳизаҳои бехатарӣ ва муҳити зист
1. Коркарди гази партов: H₂Te-ро бо маҳлулҳои сілтӣ (масалан, NaOH) ҷаббида кунед.
2. Барқарорсозии ҳалкунанда: Маҳлулҳои органикиро (масалан, EDA) тавассути дистилятсия дубора коркард кунед.
3. Тадбирҳои муҳофизатӣ: противогазҳо (барои ҳифзи H₂Te) ва дастпӯшакҳои ба зангзанӣ тобоварро истифода баред.
___________________________________
VI. Тамоюлҳои технологӣ
• Синтези сабз: Таҳияи системаҳои марҳилаи обӣ барои кам кардани истифодаи ҳалкунандаи органикӣ.
• Тағйир додани допинг: Тавассути допинг бо Cu, Ag ва ғайра ноқилро беҳтар кунед.
• Истеҳсоли миқёси калон: Қабули реакторҳои доимии ҷараён барои ноил шудан ба партияҳои миқёси кг.
Вақти фиристодан: 21 март-2025