Mae tellurid sinc (ZnTe), deunydd lled-ddargludyddion II-VI pwysig, yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn canfod is-goch, celloedd solar, a dyfeisiau optoelectronig. Mae datblygiadau diweddar mewn nanotechnoleg a chemeg werdd wedi optimeiddio ei gynhyrchu. Isod mae'r prosesau cynhyrchu ZnTe prif ffrwd cyfredol a'r paramedrau allweddol, gan gynnwys dulliau traddodiadol a gwelliannau modern:
________________________________________
I. Proses Gynhyrchu Traddodiadol (Synthesis Uniongyrchol)
1. Paratoi Deunydd Crai
• Sinc (Zn) a theluriwm (Te) purdeb uchel: Purdeb ≥99.999% (gradd 5N), wedi'u cymysgu mewn cymhareb molar o 1:1.
• Nwy amddiffynnol: Argon (Ar) neu nitrogen (N₂) pur iawn i atal ocsideiddio.
2. Llif y Broses
• Cam 1: Synthesis Toddi Gwactod
o Cymysgwch bowdrau Zn a Te mewn tiwb cwarts a'i wagio i ≤10⁻³ Pa.
o Rhaglen wresogi: Gwreswch ar 5–10°C/munud i 500–700°C, daliwch am 4–6 awr.
Hafaliad adwaith: Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• Cam 2: Anelio
o Anelio'r cynnyrch crai ar 400–500°C am 2–3 awr i leihau diffygion dellt.
• Cam 3: Malu a Rhidyllu
o Defnyddiwch felin bêl i falu'r deunydd swmp i'r maint gronynnau targed (melino bêl ynni uchel ar gyfer nanosgâl).
3. Paramedrau Allweddol
• Cywirdeb rheoli tymheredd: ±5°C
• Cyfradd oeri: 2–5°C/mun (i osgoi craciau straen thermol)
• Maint gronynnau deunydd crai: Zn (100–200 rhwyll), Te (200–300 rhwyll)
________________________________________
II. Proses Well Fodern (Dull Solvothermol)
Y dull solvothermol yw'r dechneg brif ffrwd ar gyfer cynhyrchu ZnTe ar raddfa nano, gan gynnig manteision megis maint gronynnau y gellir ei reoli a defnydd isel o ynni.
1. Deunyddiau Crai a Thoddyddion
• Rhagflaenwyr: sinc nitrad (Zn(NO₃)₂) a sodiwm telurit (Na₂TeO₃) neu bowdr telwriwm (Te).
• Asiantau lleihau: Hydrad hydrasin (N₂H₄·H₂O) neu borohydrid sodiwm (NaBH₄).
• Toddyddion: Ethylenediamine (EDA) neu ddŵr wedi'i ddad-ïoneiddio (dŵr DI).
2. Llif y Broses
• Cam 1: Diddymiad Rhagflaenydd
o Diddymwch Zn(NO₃)₂ a Na₂TeO₃ mewn cymhareb molar o 1:1 yn y toddydd dan ei droi.
• Cam 2: Adwaith Gostyngiad
o Ychwanegwch yr asiant lleihau (e.e., N₂H₄·H₂O) a seliwch mewn awtoclaf pwysedd uchel.
o Amodau adwaith:
Tymheredd: 180–220°C
Amser: 12–24 awr
Pwysedd: Hunan-gynhyrchedig (3–5 MPa)
Hafaliad adwaith: Zn2++TeO32−+Asiant lleihau→ZnTe+Sgil-gynhyrchion (e.e., H₂O, N₂)Zn2++TeO32−+Asiant lleihau→ZnTe+Sgil-gynhyrchion (e.e., H₂O, N₂)
• Cam 3: Ôl-driniaeth
o Allgyrchwch i ynysu'r cynnyrch, golchwch 3–5 gwaith gydag ethanol a dŵr DI.
o Sychwch o dan wactod (60–80°C am 4–6 awr).
3. Paramedrau Allweddol
• Crynodiad rhagflaenydd: 0.1–0.5 mol/L
• rheoli pH: 9–11 (mae amodau alcalïaidd yn ffafrio adwaith)
• Rheoli maint gronynnau: Addaswch trwy'r math o doddydd (e.e., mae EDA yn cynhyrchu nanowifrau; mae'r cyfnod dyfrllyd yn cynhyrchu nanoparticles).
________________________________________
III. Prosesau Uwch Eraill
1. Dyddodiad Anwedd Cemegol (CVD)
• Cymhwysiad: Paratoi ffilm denau (e.e., celloedd solar).
• Rhagflaenwyr: Diethylzinc (Zn(C₂H₅)₂) a diethyltellurium (Te(C₂H₅)₂).
• Paramedrau:
o Tymheredd dyddodiad: 350–450°C
o Nwy cludwr: cymysgedd H₂/Ar (cyfradd llif: 50–100 sccm)
o Pwysedd: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. Aloi Mecanyddol (Melino Pêl)
• Nodweddion: Synthesis heb doddydd, tymheredd isel.
• Paramedrau:
Cymhareb pêl-i-bowdr: 10:1
o Amser melino: 20–40 awr
Cyflymder cylchdroi: 300–500 rpm
________________________________________
IV. Rheoli Ansawdd a Nodweddu
1. Dadansoddiad purdeb: diffractiad pelydr-X (XRD) ar gyfer strwythur crisial (prif frig ar 2θ ≈25.3°).
2. Rheoli morffoleg: Microsgopeg electron trawsyrru (TEM) ar gyfer maint nanoronynnau (nodweddiadol: 10–50 nm).
3. Cymhareb elfennol: Sbectrosgopeg pelydr-X gwasgarol ynni (EDS) neu sbectrometreg màs plasma cyplyd anwythol (ICP-MS) i gadarnhau Zn ≈1:1.
________________________________________
V. Ystyriaethau Diogelwch ac Amgylcheddol
1. Triniaeth nwy gwastraff: Amsugnwch H₂Te gyda thoddiannau alcalïaidd (e.e., NaOH).
2. Adfer toddyddion: Ailgylchu toddyddion organig (e.e., EDA) trwy ddistyllu.
3. Mesurau amddiffynnol: Defnyddiwch fasgiau nwy (ar gyfer amddiffyniad rhag H₂Te) a menig sy'n gwrthsefyll cyrydiad.
________________________________________
VI. Tueddiadau Technolegol
• Synthesis gwyrdd: Datblygu systemau cyfnod dyfrllyd i leihau'r defnydd o doddyddion organig.
• Addasu dopio: Gwella dargludedd trwy dopio â Cu, Ag, ac ati.
• Cynhyrchu ar raddfa fawr: Mabwysiadu adweithyddion llif parhaus i gyflawni sypiau ar raddfa kg.
Amser postio: Mawrth-21-2025