ዚንክ ቴልራይድ (ZnTe) ፣ አስፈላጊ II-VI ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ ፣ በኢንፍራሬድ ማወቂያ ፣ በፀሐይ ህዋሶች እና በኦፕቶኤሌክትሮኒካዊ መሳሪያዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል። በናኖቴክኖሎጂ እና በአረንጓዴ ኬሚስትሪ የቅርብ ጊዜ እድገቶች ምርቱን አሻሽለዋል። ከዚህ በታች ያሉት ዋና ዋና የ ZnTe ምርት ሂደቶች እና ቁልፍ መለኪያዎች፣ ባህላዊ ዘዴዎችን እና ዘመናዊ ማሻሻያዎችን ጨምሮ፡
__________________________________
I. የባህላዊ ምርት ሂደት (ቀጥተኛ ውህደት)
1. ጥሬ እቃ ማዘጋጀት
• ከፍተኛ-ንፅህና ዚንክ (ዚን) እና ቴልዩሪየም (ቴ)፡ ንፅህና ≥99.999% (5N ግሬድ)፣ በ1:1 molar ratio ውስጥ ተቀላቅሏል።
• መከላከያ ጋዝ፡ ከፍተኛ ንፅህና ያለው አርጎን (አር) ወይም ናይትሮጅን (N₂) ኦክሳይድን ለመከላከል።
2. የሂደት ፍሰት
• ደረጃ 1፡ የቫኩም ማቅለጥ ውህደት
o Zn እና Te ዱቄቶችን በኳርትዝ ቱቦ ውስጥ በማዋሃድ ወደ ≤10⁻³ ፓ.
o የማሞቅ ፕሮግራም፡ ከ5-10°ሴ/ደቂቃ እስከ 500–700°C ያሞቁ፣ ለ4-6 ሰአታት ይቆዩ።
o የምላሽ እኩልታ፡Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• ደረጃ 2፡ ማሰር
o ድፍድፍ ምርቱን በ 400-500 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ ለ 2-3 ሰአታት በማፍሰስ የብልሽት ጉድለቶችን ለመቀነስ።
• ደረጃ 3፡ መጨፍለቅ እና ማጽዳት
o የጅምላ ቁሳቁሱን ወደ ዒላማው ቅንጣት መጠን ለመፍጨት የኳስ ወፍጮ ይጠቀሙ (ከፍተኛ ኃይል ያለው የኳስ ወፍጮ ለ nanoscale)።
3. ቁልፍ መለኪያዎች
• የሙቀት መቆጣጠሪያ ትክክለኛነት: ± 5 ° ሴ
• የማቀዝቀዝ መጠን፡ 2–5°ሴ/ደቂቃ (የሙቀት ጭንቀትን ለማስወገድ)
• የጥሬ ዕቃ ቅንጣቢ መጠን፡ Zn (100–200 ጥልፍልፍ)፣ ቴ (200–300 ጥልፍልፍ)
__________________________________
II. ዘመናዊ የተሻሻለ ሂደት (የሶልቮተርማል ዘዴ)
የሶልቮተርማል ዘዴ nanoscale ZnTe ለማምረት ዋናው ዘዴ ነው, ይህም እንደ ቁጥጥር ሊደረግ የሚችል ቅንጣት መጠን እና ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ ያሉ ጥቅሞችን ይሰጣል.
1. ጥሬ እቃዎች እና ማቅለጫዎች
• ቀዳሚዎች፡ ዚንክ ናይትሬት (Zn(NO₃)₂) እና ሶዲየም ቴልዩራይት (Na₂TeO₃) ወይም የቴሉሪየም ዱቄት (ቴ)።
• የሚቀንሱ ወኪሎች፡ Hydrazine hydrate (N₂H₄·H₂O) ወይም ሶዲየም borohydride (NaBH₄)።
• ፈሳሾች፡- ኤቲሊንዲያሚን (EDA) ወይም ዲዮኒዝድ ውሃ (DI ውሃ)።
2. የሂደት ፍሰት
• ደረጃ 1፡ ቀዳሚ መፍታት
o Zn(NO₃)₂ እና Na₂TeO₃ በ1:1 የሞላር ሬሾ ውስጥ በማነቃቂያው ውስጥ ይሟሟሉ።
• ደረጃ 2፡ የመቀነስ ምላሽ
o የሚቀንሰውን ወኪል (ለምሳሌ N₂H₄·H₂O) ይጨምሩ እና ከፍተኛ ግፊት ባለው አውቶክላቭ ውስጥ ያሽጉ።
o የምላሽ ሁኔታዎች፡-
የሙቀት መጠን: 180-220 ° ሴ
ጊዜ: 12-24 ሰዓታት
ጫና፡ በራስ የመነጨ (3–5 MPa)
o የምላሽ እኩልታ፡Zn2++TeO32−+የሚቀንስ ወኪል→ZnTe+Byproducts (ለምሳሌ H₂O፣ N₂)Zn2++TeO32−+የሚቀንስ ወኪል→ZnTe+Byproducts (ለምሳሌ፣ H₂O፣ N₂)
• ደረጃ 3፡ ከህክምና በኋላ
o ሴንትሪፉጅ ምርቱን ለመለየት፣ ከ3-5 ጊዜ በኤታኖል እና በዲአይአይ ውሃ ይታጠቡ።
o በቫኩም ስር ማድረቅ (60-80 ° ሴ ለ4-6 ሰአታት)።
3. ቁልፍ መለኪያዎች
• የቅድሚያ ትኩረት: 0.1-0.5 ሞል / ሊ
• ፒኤች ቁጥጥር፡ 9–11 (የአልካላይን ሁኔታዎች ምላሽን ይደግፋሉ)
• የቅንጣት መጠን ቁጥጥር፡- በሟሟ አይነት ያስተካክሉ (ለምሳሌ፣ ኢዲኤ ናኖዋይሬስ ያስገኛል፣ የውሃ ደረጃ ናኖፓርተሎች ይሰጣል)።
__________________________________
III. ሌሎች የላቀ ሂደቶች
1. የኬሚካል ትነት ክምችት (ሲቪዲ)
• አተገባበር፡ ቀጭን ፊልም ዝግጅት (ለምሳሌ የፀሐይ ህዋሶች)።
• ቀዳሚዎች፡ Dieethylzinc (Zn(C₂H₅)₂) እና ዳይቲልቴሉሪየም (ቴ(C₂H₅)₂)።
• መለኪያዎች፡-
o የማስቀመጫ ሙቀት: 350-450 ° ሴ
o ተሸካሚ ጋዝ፡ H₂/አር ድብልቅ (የፍሰት መጠን፡ 50–100 ስኩዌር ሴሜ)
o ጫና፡ 10⁻²–10⁻³ ቶር
2. ሜካኒካል ቅይጥ (ኳስ ወፍጮ)
• ባህሪያት፡- ከሟሟ-ነጻ፣ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ውህደት።
• መለኪያዎች፡-
o የኳስ-ዱቄት ጥምርታ፡ 10፡1
o የወፍጮ ጊዜ፡ 20-40 ሰአታት
o የማሽከርከር ፍጥነት: 300-500 rpm
__________________________________
IV. የጥራት ቁጥጥር እና ባህሪ
1. የንጽህና ትንተና: የኤክስሬይ ዲፍራክሽን (XRD) ለክሪስታል መዋቅር (ዋናው ጫፍ በ 2θ ≈25.3 °).
2. የሞርፎሎጂ ቁጥጥር: ማስተላለፊያ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (TEM) ለ nanoparticle መጠን (የተለመደ: 10-50 nm).
3. ኤሌሜንታል ሬሾ፡- ኢነርጂ-የሚሰራጭ የኤክስሬይ ስፔክትሮስኮፒ (EDS) ወይም ኢንዳክቲቭ የተጣመረ ፕላዝማ mass spectrometry (ICP-MS) Zn ≈1፡1ን ለማረጋገጥ።
__________________________________
V. ደህንነት እና የአካባቢ ግምት
1. የቆሻሻ ጋዝ ህክምና፡ H₂Te በአልካላይን መፍትሄዎች (ለምሳሌ ናኦኤች) ውሰዱ።
2. የሟሟ ማገገሚያ፡- ኦርጋኒክ መሟሟያዎችን (ለምሳሌ ኢዲኤ) በ distillation እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል።
3. የመከላከያ እርምጃዎች፡- የጋዝ ጭንብል (ለH₂Te ጥበቃ) እና ዝገትን የሚቋቋም ጓንቶችን ይጠቀሙ።
__________________________________
VI. የቴክኖሎጂ አዝማሚያዎች
• አረንጓዴ ውህደት፡ የኦርጋኒክ ሟሟትን አጠቃቀምን ለመቀነስ የውሃ-ደረጃ ስርዓቶችን ማዘጋጀት።
• የዶፒንግ ማሻሻያ፡- በCu፣ Ag፣ ወዘተ በዶፒንግ ምግባርን ያሳድጉ።
• መጠነ-ሰፊ ምርት፡- ኪሎ ግራም የሚመዝኑ ስብስቦችን ለማግኘት ተከታታይ-ፍሰት ሬአክተሮችን ተጠቀም።
የልጥፍ ጊዜ: ማርች-21-2025