1. Solvotermalna sinteza
1. Surovorazmerje materiala
Cinkov prah in selenov prah se zmešata v molskem razmerju 1:1, kot topilo pa se doda deionizirana voda ali etilen glikol 35..
2.Reakcijski pogoji
Reakcijska temperatura: 180–220 °C
o Reakcijski čas: 12–24 ur
o Tlak: Vzdržujte samodejno ustvarjen tlak v zaprtem reakcijskem kotlu
Neposredno združevanje cinka in selena olajša segrevanje, da se ustvarijo nanoskalni kristali cinkovega selenida 35.
3.Postopek po obdelavi
Po reakciji smo jo centrifugirali, sprali z razredčenim amoniakom (80 °C), metanolom in posušili v vakuumu (120 °C, P₂O₅).btainprah > 99,9 % čistosti 13.
2. Metoda kemičnega nanašanja s paro
1.Predobdelava surovin
o Čistost cinkove surovine je ≥ 99,99 % in je nameščena v grafitni lonček.
o Plinasti vodikov selenid se prenaša z argonom.
2.Nadzor temperature
o Območje izhlapevanja cinka: 850–900 °C
o Območje nanašanja: 450–500 °C
Usmerjeno nanašanje cinkove pare in vodikovega selenida s temperaturnim gradientom 6.
3.Parametri plina
o Pretok argona: 5–10 l/min
o Parcialni tlak vodikovega selenida:0,1–0,3 atm
Hitrost nanašanja lahko doseže 0,5–1,2 mm/h, kar povzroči nastanek 60–100 mm debelega polikristalnega cinkovega selenida 6..
3. Metoda direktne sinteze v trdni fazi
1. Surovoravnanje z materiali
Raztopina cinkovega klorida je reagirala z raztopino oksalne kisline, da je nastala oborina cinkovega oksalata, ki je bila posušena, zmleta in zmešana s selenovim prahom v razmerju 1:1,05 mol/l..
2.Parametri toplotne reakcije
Temperatura vakuumske cevne peči: 600–650 °C
Čas ohranjanja toplote: 4–6 ur
Prah cinkovega selenida z velikostjo delcev 2–10 μm nastane z difuzijsko reakcijo v trdni fazi 4.
Primerjava ključnih procesov
| metoda | Topografija izdelka | Velikost delcev/debelina | Kristaliničnost | Področja uporabe |
| Solvotermalna metoda 35 | Nanokroglice/palice | 20–100 nm | Kubični sfalerit | Optoelektronske naprave |
| Nanašanje s paro 6 | Polikristalni bloki | 60–100 mm | Šesterokotna struktura | Infrardeča optika |
| Metoda trdne faze 4 | Praški mikronske velikosti | 2–10 μm | Kubična faza | Predhodniki infrardečih materialov |
Ključne točke posebnega nadzora procesa: solvotermalna metoda zahteva dodajanje površinsko aktivnih snovi, kot je oleinska kislina, za uravnavanje morfologije 5, nanašanje s paro pa zahteva hrapavost substrata < Ra20, da se zagotovi enakomernost nanašanja 6.
1. Fizično nanašanje s paro (PVD).
1.Tehnološka pot
o Surovina cinkovega selenida se upari v vakuumskem okolju in nanese na površino substrata z uporabo tehnologije razprševanja ali termičnega izhlapevanja12.
o Viri izhlapevanja cinka in selena se segrejejo na različne temperaturne gradiente (območje izhlapevanja cinka: 800–850 °C, območje izhlapevanja selena: 450–500 °C), stehiometrično razmerje pa se nadzoruje z nadzorom hitrosti izhlapevanja.12.
2.Nadzor parametrov
Vakuum: ≤1×10⁻³ Pa
Bazalna temperatura: 200–400 °C
o Hitrost nanašanja:0,2–1,0 nm/s
Za uporabo v infrardeči optiki je mogoče pripraviti filme cinkovega selenida debeline 50–500 nm 25.
2Metoda mehanskega mletja kroglic
1.Ravnanje s surovinami
o Cinkov prah (čistost ≥ 99,9 %) se zmeša s selenovim prahom v molskem razmerju 1:1 in naloži v posodo krogličnega mlina iz nerjavečega jekla 23.
2.Parametri procesa
o Čas brušenja kroglic: 10–20 ur
Hitrost: 300–500 vrt/min
o Razmerje peletov: 10:1 (krogle iz cirkonija).
Nanodelci cinkovega selenida z velikostjo delcev 50–200 nm so bili ustvarjeni z mehanskimi legirnimi reakcijami, s čistostjo > 99 % 23.
3. Metoda sintranja z vročim stiskanjem
1.Priprava predhodnikov
o Nanoprah cinkovega selenida (velikost delcev < 100 nm), sintetiziran s solvotermalno metodo kot surovina 4.
2.Parametri sintranja
Temperatura: 800–1000 °C
Tlak: 30–50 MPa
Ohranite toploto: 2–4 ure
Izdelek ima gostoto > 98 % in se lahko predela v optične komponente velikega formata, kot so infrardeča okna ali leče 45.
4. Molekularna žarkovna epitaksija (MBE).
1.Okolje ultra visokega vakuuma
Vakuum: ≤1×10⁻⁷ Pa
o Molekularni žarki cinka in selena natančno nadzorujejo pretok skozi vir izhlapevanja elektronskega žarka6.
2.Parametri rasti
o Osnovna temperatura: 300–500 °C (običajno se uporabljajo GaAs ali safirni substrati).
Stopnja rasti:0,1–0,5 nm/s
Tanke plasti monokristalnega cinkovega selenida je mogoče pripraviti v območju debeline od 0,1 do 5 μm za visoko natančne optoelektronske naprave56.
Čas objave: 23. april 2025