१. सोल्वोथर्मल संश्लेषण
१. कच्चासाहित्य गुणोत्तर
झिंक पावडर आणि सेलेनियम पावडर १:१ मोलर रेशोमध्ये मिसळले जातात आणि विद्रावक माध्यम म्हणून विआयनीकृत पाणी किंवा इथिलीन ग्लायकॉल जोडले जाते ३५.
२.प्रतिक्रिया परिस्थिती
o प्रतिक्रिया तापमान: १८०-२२०°C
o प्रतिक्रिया वेळ: १२-२४ तास
o दाब: बंद अभिक्रिया केटलमध्ये स्वतः निर्माण होणारा दाब राखा.
जस्त आणि सेलेनियमचे थेट मिश्रण गरम करून नॅनोस्केल झिंक सेलेनाइड क्रिस्टल्स तयार करण्यास मदत करते 35.
३.उपचारानंतरची प्रक्रिया
अभिक्रियेनंतर, ते सेंट्रीफ्यूज केले गेले, पातळ अमोनिया (८० °C), मिथेनॉलने धुतले गेले आणि व्हॅक्यूम वाळवले गेले (१२० °C, P₂O₅).ठेवणेपावडर > ९९.९% शुद्धता १३.
२. रासायनिक बाष्प जमा करण्याची पद्धत
१.कच्च्या मालाची पूर्व-प्रक्रिया
o जस्त कच्च्या मालाची शुद्धता ≥ 99.99% आहे आणि ती ग्रेफाइट क्रूसिबलमध्ये ठेवली जाते.
o हायड्रोजन सेलेनाइड वायू आर्गॉन वायू कॅरी6 द्वारे वाहून नेला जातो.
२.तापमान नियंत्रण
o झिंक बाष्पीभवन क्षेत्र: ८५०-९००°C
o निक्षेपण क्षेत्र: ४५०-५००°C
तापमान ग्रेडियंट 6 द्वारे जस्त वाष्प आणि हायड्रोजन सेलेनाइडचे दिशात्मक संचयन.
३.गॅस पॅरामीटर्स
o आर्गन प्रवाह: ५-१० लिटर/मिनिट
o हायड्रोजन सेलेनाइडचा आंशिक दाब:०.१-०.३ एटीएम
निक्षेपण दर ०.५-१.२ मिमी/ताशी पोहोचू शकतो, परिणामी ६०-१०० मिमी जाडीचे पॉलीक्रिस्टलाइन झिंक सेलेनाइड तयार होते ६.
३. सॉलिड-फेज डायरेक्ट सिंथेसिस पद्धत
१. कच्चासाहित्य हाताळणी
झिंक क्लोराइड द्रावणाची ऑक्सॅलिक आम्लाच्या द्रावणाशी अभिक्रिया करून झिंक ऑक्सालेट अवक्षेपण तयार केले गेले, जे वाळवले गेले आणि कुस्करले गेले आणि १:१.०५ मोलर ४ च्या प्रमाणात सेलेनियम पावडरमध्ये मिसळले गेले..
२.थर्मल रिअॅक्शन पॅरामीटर्स
o व्हॅक्यूम ट्यूब फर्नेस तापमान: ६००-६५०°C
o उबदार ठेवण्याचा वेळ: ४-६ तास
२-१० μm कण आकाराचा झिंक सेलेनाइड पावडर घन-फेज प्रसार अभिक्रिया ४ द्वारे तयार होतो..
प्रमुख प्रक्रियांची तुलना
| पद्धत | उत्पादनाची भूगोल | कण आकार/जाडी | स्फटिकरूपता | अर्जाची क्षेत्रे |
| सोल्वोथर्मल पद्धत ३५ | नॅनोबॉल/रॉड्स | २०-१०० एनएम | घन स्फॅलेराइट | ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणे |
| बाष्प साचणे ६ | पॉलीक्रिस्टलाइन ब्लॉक्स | ६०-१०० मिमी | षटकोनी रचना | इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स |
| सॉलिड-फेज पद्धत ४ | मायक्रोन आकाराचे पावडर | २-१० मायक्रॉन | घन अवस्था | इन्फ्रारेड मटेरियल प्रिकर्सर्स |
विशेष प्रक्रिया नियंत्रणाचे प्रमुख मुद्दे: सॉल्व्होथर्मल पद्धतीमध्ये आकारविज्ञान 5 चे नियमन करण्यासाठी ओलेइक अॅसिड सारखे सर्फॅक्टंट्स जोडणे आवश्यक आहे आणि बाष्प निक्षेपणासाठी निक्षेपण 6 ची एकसमानता सुनिश्चित करण्यासाठी सब्सट्रेट खडबडीतपणा
१. भौतिक बाष्प संचय (पीव्हीडी).
१.तंत्रज्ञान मार्ग
o झिंक सेलेनाइड कच्च्या मालाचे व्हॅक्यूम वातावरणात बाष्पीभवन केले जाते आणि स्पटरिंग किंवा थर्मल बाष्पीभवन तंत्रज्ञानाचा वापर करून सब्सट्रेट पृष्ठभागावर जमा केले जाते12.
o जस्त आणि सेलेनियमचे बाष्पीभवन स्रोत वेगवेगळ्या तापमान ग्रेडियंटवर गरम केले जातात (जस्त बाष्पीभवन क्षेत्र: 800-850 °C, सेलेनियम बाष्पीभवन क्षेत्र: 450-500 °C), आणि बाष्पीभवन दर नियंत्रित करून स्टोइचियोमेट्रिक गुणोत्तर नियंत्रित केले जाते.१२.
२.पॅरामीटर नियंत्रण
o व्हॅक्यूम: ≤1×10⁻³ पाउंड
o बेसल तापमान: २००–४००°C
o जमा होण्याचा दर:०.२–१.० नॅनोमीटर/सेकंद
५०-५०० एनएम जाडी असलेल्या झिंक सेलेनाइड फिल्म्स इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स २५ मध्ये वापरण्यासाठी तयार केल्या जाऊ शकतात..
2. यांत्रिक बॉल मिलिंग पद्धत
१.कच्च्या मालाची हाताळणी
o झिंक पावडर (शुद्धता≥99.9%) सेलेनियम पावडरमध्ये 1:1 मोलर रेशोमध्ये मिसळली जाते आणि स्टेनलेस स्टील बॉल मिल जार 23 मध्ये लोड केली जाते..
२.प्रक्रिया पॅरामीटर्स
o चेंडू ग्राइंडिंग वेळ: १०-२० तास
वेग: ३००-५०० आरपीएम
o गोळ्यांचे प्रमाण: १०:१ (झिरकोनिया ग्राइंडिंग बॉल्स).
५०-२०० नॅनोमीटर आकाराचे झिंक सेलेनाइड नॅनोपार्टिकल्स यांत्रिक मिश्रधातू अभिक्रियांद्वारे तयार केले गेले, ज्याची शुद्धता >९९% २३ होती..
३. हॉट प्रेसिंग सिंटरिंग पद्धत
१.पूर्वसूचक तयारी
o झिंक सेलेनाइड नॅनोपावडर (कण आकार < 100 nm) कच्चा माल म्हणून सॉल्व्होथर्मल पद्धतीने संश्लेषित केले जाते 4.
२.सिंटरिंग पॅरामीटर्स
o तापमान: ८००-१०००°C
o दाब: ३०-५० एमपीए
o उबदार ठेवा: २-४ तास
या उत्पादनाची घनता ९८% पेक्षा जास्त आहे आणि त्यावर इन्फ्रारेड विंडो किंवा लेन्स ४५ सारख्या मोठ्या स्वरूपातील ऑप्टिकल घटकांमध्ये प्रक्रिया केली जाऊ शकते..
४. आण्विक बीम एपिटॅक्सी (एमबीई).
१.अति-उच्च व्हॅक्यूम वातावरण
o व्हॅक्यूम: ≤1×10⁻⁷ पा
o झिंक आणि सेलेनियम आण्विक किरण इलेक्ट्रॉन बीम बाष्पीभवन स्रोताद्वारे प्रवाह अचूकपणे नियंत्रित करतात6.
२.वाढीचे मापदंड
o बेस तापमान: ३००-५००°C (GaAs किंवा नीलमणी थर सामान्यतः वापरले जातात).
o वाढीचा दर:०.१–०.५ नॅनोमीटर/सेकंद
उच्च-परिशुद्धता ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी सिंगल-क्रिस्टल झिंक सेलेनाइड पातळ फिल्म्स 0.1-5 μm च्या जाडीच्या श्रेणीत तयार केल्या जाऊ शकतात56.
पोस्ट वेळ: एप्रिल-२३-२०२५