1. Солвотермичен синтез
1. Суровисъотношение на материалите
Цинковият прах и селеновият прах се смесват в моларно съотношение 1:1 и като разтворителна среда се добавя дейонизирана вода или етиленгликол 35..
2.Условия на реакцията
o Температура на реакцията: 180-220°C
Време за реакция: 12-24 часа
o Налягане: Поддържайте самогенерираното налягане в затворения реакционен съд
Директното комбиниране на цинк и селен се улеснява чрез нагряване, за да се получат наноразмерни кристали на цинков селенид 35.
3.Процес на последваща обработка
След реакцията, тя се центрофугира, промива се с разреден амоняк (80 °C), метанол и се суши под вакуум (120 °C, P₂O₅).бтаинпрах с чистота > 99,9% 13.
2. Метод за химическо отлагане от пари
1.Предварителна обработка на суровините
o Чистотата на цинковата суровина е ≥ 99,99% и се поставя в графитен тигел
o Селеноводородният газ се транспортира чрез аргон.
2.Контрол на температурата
o Зона на изпаряване на цинка: 850-900°C
o Зона на отлагане: 450-500°C
Насочено отлагане на цинкови пари и водороден селенид чрез температурен градиент 6.
3.Параметри на газа
o Дебит на аргон: 5-10 л/мин
o Парциално налягане на водородния селенид:0,1-0,3 атм
Скоростта на отлагане може да достигне 0,5-1,2 mm/h, което води до образуването на поликристален цинков селенид 6 с дебелина 60-100 mm..
3. Метод за директен синтез в твърда фаза
1. Суровиобработка на материали
Разтворът на цинков хлорид реагира с разтвора на оксалова киселина, за да се образува утайка от цинков оксалат, която се изсушава, смила и смесва със селенов прах в съотношение 1:1,05 молар 4.
2.Параметри на термичната реакция
o Температура на вакуумна тръбна пещ: 600-650°C
o Време за поддържане на топлината: 4-6 часа
Прах от цинков селенид с размер на частиците 2-10 μm се генерира чрез твърдофазна дифузионна реакция 4.
Сравнение на ключови процеси
| метод | Топография на продукта | Размер на частиците/дебелина | Кристалинност | Области на приложение |
| Солвотермален метод 35 | Нанотопки/пръчки | 20-100 нм | Кубичен сфалерит | Оптоелектронни устройства |
| Отлагане от газова фаза 6 | Поликристални блокове | 60-100 мм | Шестоъгълна структура | Инфрачервена оптика |
| Твърдофазен метод 4 | Прахове с размер на микрона | 2-10 μm | Кубична фаза | Прекурсори на инфрачервени материали |
Ключови моменти на специалния контрол на процеса: солвотермичният метод изисква добавяне на повърхностноактивни вещества като олеинова киселина, за да се регулира морфологията 5, а отлагането от пари изисква грапавостта на основата да бъде < Ra20, за да се осигури равномерност на отлагането 6.
1. Физическо отлагане от пари (PVD).
1.Технологичен път
o Суровината от цинков селенид се изпарява във вакуумна среда и се отлага върху повърхността на субстрата чрез технология за разпрашаване или термично изпаряване12.
o Източниците на изпарение на цинк и селен се нагряват до различни температурни градиенти (зона на изпарение на цинк: 800–850 °C, зона на изпарение на селен: 450–500 °C), а стехиометричното съотношение се контролира чрез контролиране на скоростта на изпарение12.
2.Контрол на параметрите
Вакуум: ≤1×10⁻³ Pa
o Базална температура: 200–400°C
o Скорост на отлагане:0,2–1,0 нм/с
Цинк-селенидни филми с дебелина 50–500 nm могат да бъдат приготвени за употреба в инфрачервена оптика 25.
2Метод за механично топково смилане
1.Обработка на суровини
o Цинков прах (чистота ≥99,9%) се смесва със селенов прах в моларно съотношение 1:1 и се зарежда в буркан 23 на топкова мелница от неръждаема стомана.
2.Параметри на процеса
o Време за смилане на топката: 10–20 часа
Скорост: 300–500 об/мин
o Съотношение на пелетите: 10:1 (циркониеви топки за смилане).
Наночастици от цинков селенид с размер на частиците 50–200 nm са генерирани чрез реакции на механично легиране, с чистота >99%23.
3. Метод на горещо пресоване чрез синтероване
1.Подготовка на прекурсори
o Нанопрах от цинков селенид (размер на частиците < 100 nm), синтезиран чрез солвотермален метод като суровина 4.
2.Параметри на синтероване
o Температура: 800–1000°C
o Налягане: 30–50 MPa
o Поддържане на топло: 2–4 часа
Продуктът е с плътност > 98% и може да се преработва в оптични компоненти с голям формат, като например инфрачервени прозорци или лещи 45.
4. Молекулярно-лъчева епитаксия (MBE).
1.Ултрависок вакуум
Вакуум: ≤1×10⁻⁷ Pa
o Молекулярните лъчи с цинк и селен прецизно контролират потока през източника на изпарение с електронен лъч6.
2.Параметри на растежа
o Базова температура: 300–500°C (обикновено се използват GaAs или сапфирени подложки).
o Темп на растеж:0,1–0,5 нм/с
Тънки филми от монокристален цинков селенид могат да бъдат получени с дебелина от 0,1 до 5 μm за високопрецизни оптоелектронни устройства56.
Време на публикуване: 23 април 2025 г.