1. Solvotermiline süntees
1. Tooresmaterjali suhe
Tsingipulber ja seleenipulber segatakse molaarsuhtes 1:1 ning lahustikeskkonnana lisatakse deioniseeritud vett või etüleenglükooli..
2.Reaktsioonitingimused
o Reaktsioonitemperatuur: 180–220 °C
o Reaktsiooniaeg: 12–24 tundi
o Rõhk: Säilitage suletud reaktsioonikatlas iseenesest tekkiv rõhk
Tsingi ja seleeni otsest kombinatsiooni soodustab kuumutamine, mille käigus tekivad nanoskaala tsinkseleniidi kristallid 35.
3.Järeltöötlusprotsess
Pärast reaktsiooni tsentrifuugiti see, pesti lahjendatud ammoniaagilahusega (80 °C), metanooliga ja kuivatati vaakumis (120 °C, P₂O₅).saadapulber puhtusega > 99,9% 13.
2. Keemilise aurustamise meetod
1.Tooraine eeltöötlus
o Tsingi tooraine puhtus on ≥ 99,99% ja see asetatakse grafiittiiglisse
o Vesinikseleniidgaasi transporditakse argoongaasi abil6.
2.Temperatuuri reguleerimine
o Tsingi aurustumisvöönd: 850–900 °C
o Sadestumistsoon: 450–500 °C
Tsinkiauru ja vesinikseleniidi suunatud sadestumine temperatuurigradiendi abil 6.
3.Gaasi parameetrid
o Argooni vool: 5–10 l/min
o Vesinikseleniidi osarõhk:0,1–0,3 atm
Sadestumiskiirus võib ulatuda 0,5–1,2 mm/h, mille tulemusel moodustub 60–100 mm paksune polükristalliline tsinkseleniidi 6..
3. Tahkefaasilise otsesünteesi meetod
1. Tooresmaterjalikäitlus
Tsinkkloriidi lahus reageeris oblikhappe lahusega, moodustades tsinkoksalaadi sademe, mis kuivatati, jahvatati ja segati seleenipulbriga vahekorras 1:1,05 molaarühiku kohta..
2.Termilise reaktsiooni parameetrid
o Vaakumtoruahju temperatuur: 600–650 °C
o Soojashoidmise aeg: 4–6 tundi
Tsinkseleniidi pulber osakeste suurusega 2–10 μm tekib tahkefaasi difusioonireaktsiooni 4 abil..
Põhiprotsesside võrdlus
| meetod | Toote topograafia | Osakeste suurus/paksus | Kristallilisus | Rakendusvaldkonnad |
| Solvotermiline meetod 35 | Nanopallid/vardad | 20–100 nm | Kuubiline sfaleriit | Optoelektroonilised seadmed |
| Aurustamine sadestamise teel 6 | Polükristallilised plokid | 60–100 mm | Kuusnurkne struktuur | Infrapunaoptika |
| Tahkefaasi meetod 4 | Mikroni suurused pulbrid | 2–10 μm | Kuupfaas | Infrapuna materjali eelkäijad |
Spetsiaalse protsessi juhtimise põhipunktid: solvotermiline meetod nõuab morfoloogia 5 reguleerimiseks pindaktiivsete ainete, näiteks oleiinhappe, lisamist ja aurustamise korral peab aluspinna karedus olema < Ra20, et tagada sadestamise ühtlus 6..
1. Füüsikaline aurustamine (PVD).
1.Tehnoloogia tee
o Tsinkseleniidi toorainet aurustatakse vaakumkeskkonnas ja sadestatakse aluspinnale pihustamise või termilise aurustamise tehnoloogia abil12.
o Tsingi ja seleeni aurustumisallikaid kuumutatakse erinevate temperatuurigradientideni (tsingi aurustumistsoon: 800–850 °C, seleeni aurustumistsoon: 450–500 °C) ja stöhhiomeetrilist suhet kontrollitakse aurustumiskiiruse juhtimisega.12.
2.Parameetrite kontroll
Vaakum: ≤1×10⁻³ Pa
o Baastemperatuur: 200–400 °C
o Sadestumiskiirus:0,2–1,0 nm/s
Infrapunaoptikas kasutamiseks saab valmistada 50–500 nm paksuseid tsinkseleniidi kilesid 25.
2Mehaaniline kuulveski jahvatusmeetod
1.Tooraine käitlemine
o Tsingipulber (puhtus ≥99,9%) segatakse seleenipulbriga molaarsuhtes 1:1 ja laaditakse roostevabast terasest kuulveski purki 23.
2.Protsessi parameetrid
o Palli lihvimise aeg: 10–20 tundi
Kiirus: 300–500 p/min
o Pelletite suhe: 10:1 (tsirkooniumoksiidi jahvatuskuulid).
Tsinkseleniidi nanoosakesed osakeste suurusega 50–200 nm saadi mehaaniliste legeerimisreaktsioonide abil, puhtusega >99% 23.
3. Kuumpressimise paagutamise meetod
1.Eelkäija ettevalmistamine
o Solvotermilisel meetodil sünteesitud tsinkseleniidi nanopulber (osakeste suurus < 100 nm) toorainena 4.
2.Paagutamise parameetrid
Temperatuur: 800–1000 °C
Rõhk: 30–50 MPa
o Soojas hoidmine: 2–4 tundi
Toote tihedus on > 98% ja seda saab töödelda suureformaadilisteks optilisteks komponentideks, näiteks infrapunaakendeks või läätsedeks 45.
4. Molekulaarkiire epitaksia (MBE).
1.Ülikõrge vaakumkeskkond
Vaakum: ≤1×10⁻⁷ Pa
o Tsingi ja seleeni molekulaarkiired kontrollivad täpselt voolu läbi elektronkiire aurustumisallika6.
2.Kasvuparameetrid
o Alustemperatuur: 300–500 °C (tavaliselt kasutatakse GaAs-i või safiirpindasid).
o Kasvukiirus:0,1–0,5 nm/s
Ülitäpsete optoelektrooniliste seadmete jaoks saab valmistada monokristallilisi tsinkseleniidi õhukesi kilesid paksusega vahemikus 0,1–5 μm56..
Postituse aeg: 23. aprill 2025