1. Szolvotermális szintézis
1. Nyersanyagarány
A cinkport és a szelénport 1:1 mólarányban keverik össze, és oldószerként ioncserélt vizet vagy etilénglikolt adnak hozzá..
2.Reakciófeltételek
Reakcióhőmérséklet: 180-220°C
o Reakcióidő: 12-24 óra
o Nyomás: Fenntartja az öngenerált nyomást a zárt reakcióüstben
A cink és a szelén közvetlen kombinációját melegítéssel segítik elő, ami nanoskálájú cink-szelenid kristályokat hoz létre..
3.Utókezelési folyamat
A reakció után centrifugáltuk, híg ammóniával (80 °C), metanollal mostuk, majd vákuumban szárítottuk (120 °C, P₂O₅).szerezni> 99,9%-os tisztaságú por 13.
2. Kémiai gőzfázisú leválasztási módszer
1.Nyersanyag előkezelés
o A cink alapanyag tisztasága ≥ 99,99%, és grafit tégelybe helyezik
o A hidrogén-szelenid gázt argongáz-szállítással szállítják6.
2.Hőmérséklet-szabályozás
o Cink párolgási zóna: 850-900°C
o Leválasztási zóna: 450-500°C
Cinkgőz és hidrogén-szelenid irányított lerakódása hőmérsékletgradienssel 6.
3.Gázparaméterek
o Argon áramlás: 5-10 l/perc
o A hidrogén-szelenid parciális nyomása:0,1–0,3 atm
A lerakódási sebesség elérheti a 0,5-1,2 mm/h-t, ami 60-100 mm vastag polikristályos cink-szelenid 6 képződését eredményezi..
3. Szilárdfázisú közvetlen szintézismódszer
1. Nyersanyagmozgatás
A cink-klorid-oldatot oxálsavoldattal reagáltattuk, így cink-oxalát csapadék vált ki, amelyet szárítottunk, őröltünk, és 1:1,05 mól/l arányban szelénporral kevertünk..
2.Termikus reakcióparaméterek
o Vákuumcsöves kemence hőmérséklete: 600-650°C
Melegen tartási idő: 4-6 óra
A 2-10 μm részecskeméretű cink-szelenid port szilárd fázisú diffúziós reakcióval állítják elő 4.
A kulcsfontosságú folyamatok összehasonlítása
| módszer | Termék topográfia | részecskeméret/vastagság | Kristályosság | Alkalmazási területek |
| Szolvotermikus módszer 35 | Nanogolyók/rudak | 20-100 nm | Köbös szfalerit | Optoelektronikai eszközök |
| Gőzöléses leválasztás 6 | Polikristályos blokkok | 60-100 mm | Hatszögletű szerkezet | Infravörös optika |
| Szilárdfázisú módszer 4 | Mikron méretű porok | 2-10 μm | Köbös fázis | Infravörös anyagprekurzorok |
A speciális folyamatszabályozás kulcspontjai: a szolvotermikus módszerhez felületaktív anyagokat, például olajsavat kell hozzáadni a morfológia szabályozásához 5, a gőzfázisú leválasztáshoz pedig az aljzat érdességének < Ra20-nak kell lennie a leválasztás egyenletességének biztosítása érdekében 6.
1. Fizikai gőzfázisú leválasztás (PVD).
1 .Technológiai út
o A cink-szelenid nyersanyagot vákuumkörnyezetben elpárologtatják, majd porlasztásos vagy termikus párologtatási technológiával felviszik az aljzat felületére12.
o A cink és a szelén párolgási forrásait különböző hőmérsékleti gradiensekre melegítik (cink párolgási zóna: 800–850 °C, szelén párolgási zóna: 450–500 °C), és a sztöchiometrikus arányt a párolgási sebesség szabályozásával szabályozzák.12.
2.Paramétervezérlés
Vákuum: ≤1×10⁻³ Pa
o Alaphőmérséklet: 200–400°C
o Lerakódási sebesség:0,2–1,0 nm/s
Az infravörös optikában való felhasználásra 50–500 nm vastagságú cink-szelenid filmek készíthetők 25.
2Mechanikus golyósőrlési módszer
1.Nyersanyag-kezelés
o A cinkport (tisztaság ≥99,9%) szelénporral 1:1 mólarányban összekeverik, és egy rozsdamentes acél golyósmalomba töltik. 23.
2.Folyamatparaméterek
o Golyóőrlési idő: 10–20 óra
Sebesség: 300–500 fordulat/perc
o Pelletarány: 10:1 (cirkónium őrlőgolyók).
Mechanikus ötvözési reakciókkal 50–200 nm részecskeméretű cink-szelenid nanorészecskéket állítottak elő, >99%-os tisztaságban..
3. Meleg sajtolásos szinterezési módszer
1 .Prekurzor előkészítés
o Szolvotermikus módszerrel szintetizált cink-szelenid nanopor (részecskeméret < 100 nm) alapanyagként 4.
2.Szinterelési paraméterek
Hőmérséklet: 800–1000°C
o Nyomás: 30–50 MPa
o Melegen tartás: 2–4 óra
A termék sűrűsége > 98%, és nagyméretű optikai alkatrészekké, például infravörös ablakokká vagy lencsékké dolgozható fel..
4. Molekulasugaras epitaxia (MBE).
1.Ultra nagy vákuumkörnyezet
Vákuum: ≤1×10⁻⁷ Pa
o A cink és szelén molekulasugarak pontosan szabályozzák az áramlást az elektronsugaras párologtató forráson keresztül6.
2.Növekedési paraméterek
o Alaphőmérséklet: 300–500°C (általában GaAs vagy zafír hordozókat használnak).
Növekedési ütem:0,1–0,5 nm/s
Nagy pontosságú optoelektronikai eszközökhöz 0,1–5 μm vastagságtartományban állíthatók elő egykristályos cink-szelenid vékonyrétegek56.
Közzététel ideje: 2025. április 23.