Sink tellurid (ZnTe), muhim II-VI yarimo'tkazgich materiali, infraqizil aniqlash, quyosh batareyalari va optoelektronik qurilmalarda keng qo'llaniladi. Nanotexnologiya va yashil kimyo sohasidagi so'nggi yutuqlar uni ishlab chiqarishni optimallashtirdi. Quyida hozirgi asosiy ZnTe ishlab chiqarish jarayonlari va asosiy parametrlari, jumladan an'anaviy usullar va zamonaviy takomillashtirishlar keltirilgan:
________________________________________________
I. An'anaviy ishlab chiqarish jarayoni (to'g'ridan-to'g'ri sintez)
1. Xom ashyoni tayyorlash
• Yuqori toza sink (Zn) va tellur (Te): Sofligi ≥99,999% (5N darajasi), 1:1 molyar nisbatda aralashtiriladi.
• Himoya gazi: Oksidlanishni oldini olish uchun yuqori toza argon (Ar) yoki azot (N₂).
2. Jarayon oqimi
• 1-qadam: Vakuumli eritish sintezi
o Kvars naychasida Zn va Te kukunlarini aralashtiring va ≤10⁻³ Pa gacha evakuatsiya qiling.
o Isitish dasturi: 5–10°C/min 500–700°C gacha qizdiring, 4–6 soat ushlab turing.
o Reaksiya tenglamasi:Zn+Te→DZnTeZn+TeDZnTe
• 2-bosqich: tavlanish
o Panjara nuqsonlarini kamaytirish uchun xom mahsulotni 400-500 ° C da 2-3 soat davomida yumshatib qo'ying.
• 3-qadam: maydalash va elakdan o‘tkazish
o Ommaviy materialni maqsadli zarracha o'lchamiga qadar maydalash uchun sharli tegirmondan foydalaning (nanometriya uchun yuqori energiyali sharli frezalash).
3. Asosiy parametrlar
• Haroratni nazorat qilishning aniqligi: ±5°C
• Sovutish tezligi: 2–5°C/min (termik kuchlanish yoriqlarini oldini olish uchun)
• Xom ashyo zarrachalari hajmi: Zn (100–200 mesh), Te (200–300 mesh)
________________________________________________
II. Zamonaviy takomillashtirilgan jarayon (solvotermik usul)
Solvotermik usul nano o'lchamdagi ZnTe ishlab chiqarishning asosiy usuli bo'lib, nazorat qilinadigan zarrachalar hajmi va kam energiya iste'moli kabi afzalliklarni taqdim etadi.
1. Xom ashyo va erituvchilar
• Prekursorlar: rux nitrat (Zn(NO₃)₂) va natriy tellurit (Na₂TeO₃) yoki tellur kukuni (Te).
• Qaytaruvchi moddalar: gidrazingidrat (N₂H₄·H₂O) yoki natriy borgidrid (NaBH₄).
• Erituvchilar: Etilendiamin (EDA) yoki deionlangan suv (DI suv).
2. Jarayon oqimi
• 1-qadam: Prekursorni eritish
o Zn(NO₃)₂ va Na₂TeO₃ ni 1:1 molyar nisbatda erituvchida aralashtirishda eritib yuboring.
• 2-bosqich: Reduksiyani kamaytirish
o Qaytaruvchi vositani qo'shing (masalan, N₂H₄·H₂O) va yuqori bosimli avtoklavda muhrlang.
o Reaktsiya shartlari:
Harorat: 180–220°C
Vaqt: 12-24 soat
Bosim: o'z-o'zidan ishlab chiqarilgan (3–5 MPa)
o Reaksiya tenglamasi:Zn2++TeO32−+Qaytaruvchi agent→ZnTe+Yon mahsulot (masalan, H₂O, N₂)Zn2++TeO32−+Qaydiruvchi →ZnTe+Qo‘shimcha mahsulotlar (masalan, H₂O, N₂)
• 3-bosqich: Davolanishdan keyingi
o Mahsulotni ajratib olish uchun santrifüj qiling, etanol va DI suv bilan 3-5 marta yuving.
o Vakuum ostida quriting (4-6 soat davomida 60-80 ° C).
3. Asosiy parametrlar
• Prekursor konsentratsiyasi: 0,1–0,5 mol/L
• pH nazorati: 9–11 (ishqoriy sharoitlar reaksiyaga yordam beradi)
• Zarrachalar hajmini nazorat qilish: Erituvchi turi orqali sozlang (masalan, EDA nanosimlarni hosil qiladi; suvli faza nanozarrachalarni beradi).
________________________________________________
III. Boshqa ilg'or jarayonlar
1. Kimyoviy bug'larning cho'kishi (CVD)
• Ilova: Yupqa qatlamli preparat (masalan, quyosh batareyalari).
• Prekursorlar: Dietilsink (Zn(C₂H₅)₂) va dietiltellur (Te(C₂H₅)₂).
• Parametrlar:
o Cho'kma harorati: 350–450°C
o Tashuvchi gaz: H₂/Ar aralashmasi (oqim tezligi: 50–100 sccm)
o Bosim: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. Mexanik qotishma (balli frezalash)
• Xususiyatlari: Solventsiz, past haroratli sintez.
• Parametrlar:
o To'pning kukunga nisbati: 10:1
o Frezeleme vaqti: 20-40 soat
o Aylanish tezligi: 300–500 rpm
________________________________________________
IV. Sifat nazorati va tavsifi
1. Soflik tahlili: kristall strukturasi uchun rentgen nurlari difraksiyasi (XRD) (asosiy tepalik 2th ≈25,3 ° da).
2. Morfologik nazorat: nanozarrachalar o'lchami uchun transmissiya elektron mikroskopi (TEM) (odatda: 10-50 nm).
3. Elementlar nisbati: Zn ≈1: 1 ni tasdiqlash uchun energiya-dispersiv rentgen spektroskopiyasi (EDS) yoki induktiv ravishda bog'langan plazma massa spektrometriyasi (ICP-MS).
________________________________________________
V. Xavfsizlik va atrof-muhitni muhofaza qilish masalalari
1. Chiqindilarni gaz bilan tozalash: H₂Te ni gidroksidi eritmalar (masalan, NaOH) bilan singdiring.
2. Solventni qayta tiklash: Distillash orqali organik erituvchilarni (masalan, EDA) qayta ishlang.
3. Himoya choralari: gazniqoblar (H₂Te himoyasi uchun) va korroziyaga chidamli qo'lqoplardan foydalaning.
________________________________________________
VI. Texnologik tendentsiyalar
• Yashil sintez: Organik erituvchidan foydalanishni kamaytirish uchun suvli fazali tizimlarni ishlab chiqish.
• Doping modifikatsiyasi: Cu, Ag va boshqalar bilan doping orqali o'tkazuvchanlikni oshiring.
• Katta hajmdagi ishlab chiqarish: kg miqyosli partiyalarga erishish uchun uzluksiz oqim reaktorlarini qabul qiling.
Xabar vaqti: 21-mart-2025-yil