Muhim II-VI yarimo'tkazgich materiali bo'lgan rux telluridi (ZnTe) infraqizil detektorlarda, quyosh batareyalarida va optoelektron qurilmalarda keng qo'llaniladi. Nanotexnologiya va yashil kimyo sohasidagi so'nggi yutuqlar uning ishlab chiqarilishini optimallashtirdi. Quyida an'anaviy usullar va zamonaviy yaxshilanishlarni o'z ichiga olgan hozirgi asosiy ZnTe ishlab chiqarish jarayonlari va asosiy parametrlari keltirilgan:
____________________________________________
I. An'anaviy ishlab chiqarish jarayoni (to'g'ridan-to'g'ri sintez)
1. Xom ashyo tayyorlash
• Yuqori tozalikdagi rux (Zn) va tellur (Te): Tozalik ≥99.999% (5N nav), 1:1 molyar nisbatda aralashtiriladi.
• Himoya gazi: Oksidlanishning oldini olish uchun yuqori tozalikdagi argon (Ar) yoki azot (N₂).
2. Jarayon oqimi
• 1-bosqich: Vakuumli eritish sintezi
o Zn va Te kukunlarini kvarts naychasida aralashtiring va ≤10⁻³ Pa gacha evakuatsiya qiling.
o Isitish dasturi: 5–10°C/min da 500–700°C gacha qizdiring, 4–6 soat davomida ushlab turing.
o Reaksiya tenglamasi: Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• 2-bosqich: Tavlash
o Panjara nuqsonlarini kamaytirish uchun xom mahsulotni 400–500°C da 2-3 soat davomida tavlang.
• 3-qadam: Maydalash va elakdan o'tkazish
o Ommaviy materialni maqsadli zarracha o'lchamiga qadar maydalash uchun shar tegirmonidan foydalaning (nanoskalada yuqori energiyali shar tegirmoni).
3. Asosiy parametrlar
• Haroratni boshqarish aniqligi: ±5°C
• Sovutish tezligi: 2–5°C/min (termal stress yorilishlarining oldini olish uchun)
• Xom ashyo zarrachalari hajmi: Zn (100–200 mesh), Te (200–300 mesh)
____________________________________________
II. Zamonaviy takomillashtirilgan jarayon (Solvotermik usul)
Solvotermik usul nanoskalali ZnTe ishlab chiqarishning asosiy usuli bo'lib, boshqariladigan zarracha hajmi va kam energiya sarfi kabi afzalliklarni taqdim etadi.
1. Xom ashyo va erituvchilar
• Prekursorlar: Rux nitrat (Zn(NO₃)₂) va natriy tellurit (Na₂TeO₃) yoki tellur kukuni (Te).
• Qaytaruvchi moddalar: Gidrazin gidrat (N₂H₄·H₂O) yoki natriy borohidrid (NaBH₄).
• Erituvchilar: Etilendiamin (EDA) yoki deionlangan suv (DI suv).
2. Jarayon oqimi
• 1-bosqich: Prekursorni eritish
o Zn(NO₃)₂ va Na₂TeO₃ ni aralashtirish ostida erituvchida 1:1 molyar nisbatda eriting.
• 2-bosqich: Qaytarish reaksiyasi
o Qaytaruvchi vositani (masalan, N₂H₄·H₂O) qo'shing va yuqori bosimli avtoklavga soling.
Reaksiya shartlari:
Harorat: 180–220°C
Vaqt: 12–24 soat
Bosim: O'z-o'zidan hosil bo'ladi (3–5 MPa)
o Reaksiya tenglamasi: Zn2++TeO32−+Qaytaruvchi agent→ZnTe+Qo'shimcha mahsulotlar (masalan, H₂O, N₂)Zn2++TeO32−+Qaytaruvchi agent→ZnTe+Qo'shimcha mahsulotlar (masalan, H₂O, N₂)
• 3-bosqich: Davolanishdan keyingi
o Mahsulotni ajratib olish uchun santrifuga qiling, etanol va DI suv bilan 3-5 marta yuving.
o Vakuum ostida quriting (60–80°C da 4–6 soat davomida).
3. Asosiy parametrlar
• Prekursor konsentratsiyasi: 0,1–0,5 mol/L
• pH nazorati: 9–11 (ishqoriy sharoitlar reaksiyaga yordam beradi)
• Zarrachalar hajmini boshqarish: Erituvchi turi orqali sozlang (masalan, EDA nanosimlar hosil qiladi; suvli faza nanozarrachalar hosil qiladi).
____________________________________________
III. Boshqa ilg'or jarayonlar
1. Kimyoviy bug'lanish (KBD)
• Qo'llanilishi: Yupqa plyonka tayyorlash (masalan, quyosh batareyalari).
• Prekursorlar: Dietilsink (Zn(C₂H₅)₂) va dietiltelluriy (Te(C₂H₅)₂).
• Parametrlar:
o Cho'ktirish harorati: 350–450°C
o Tashuvchi gaz: H₂/Ar aralashmasi (oqim tezligi: 50–100 kub santimetr)
o Bosim: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. Mexanik qotishma (sharli frezalash)
• Xususiyatlari: Erituvchisiz, past haroratli sintez.
• Parametrlar:
o To'pning kukunga nisbati: 10:1
o Freze vaqti: 20–40 soat
Aylanish tezligi: 300–500 rpm
____________________________________________
IV. Sifat nazorati va tavsifi
1. Soflik tahlili: Kristall tuzilishi uchun rentgen difraksiyasi (XRD) (asosiy cho'qqi 2θ ≈25.3° da).
2. Morfologiyani boshqarish: Nanozarrachalar o'lchamini aniqlash uchun transmissiya elektron mikroskopiyasi (TEM) (odatda: 10–50 nm).
3. Elementar nisbat: Zn ≈1:1 ni tasdiqlash uchun energiya-dispersli rentgen spektroskopiyasi (EDS) yoki induktiv bog'langan plazma massa spektrometriyasi (ICP-MS).
____________________________________________
V. Xavfsizlik va atrof-muhit masalalari
1. Chiqindi gazlarni qayta ishlash: H₂Te ni ishqoriy eritmalar (masalan, NaOH) bilan yuting.
2. Erituvchini qayta tiklash: Organik erituvchilarni (masalan, EDA) distillash orqali qayta ishlang.
3. Himoya choralari: Gaz niqoblaridan (H₂Te himoyasi uchun) va korroziyaga chidamli qo'lqoplardan foydalaning.
____________________________________________
VI. Texnologik tendentsiyalar
• Yashil sintez: Organik erituvchilardan foydalanishni kamaytirish uchun suvli fazali tizimlarni ishlab chiqish.
• Doping modifikatsiyasi: Cu, Ag va boshqalar bilan doping qilish orqali o'tkazuvchanlikni oshirish.
• Keng ko'lamli ishlab chiqarish: kg hajmdagi partiyalarga erishish uchun uzluksiz oqimli reaktorlarni qo'llang.
Nashr vaqti: 2025-yil 21-mart