Procesul de sinteză fizică a seleniurii de zinc include în principal următoarele rute tehnice și parametri detaliați

1. Sinteză solvotermală

1. Crudraportul material‌
Pulberea de zinc și pulberea de seleniu sunt amestecate într-un raport molar de 1:1, iar apa deionizată sau etilen glicolul sunt adăugate ca mediu solvent 35..

2.Condiții de reacție

Temperatura de reacție: 180-220°C

Timp de reacție: 12-24 ore

o Presiune: Mențineți presiunea autogenerată în cazanul de reacție închis
Combinarea directă a zincului și seleniului este facilitată prin încălzire pentru a genera cristale de selenură de zinc la scară nanometrică 35.

3.Procesul post-tratament‌
După reacție, a fost centrifugat, spălat cu amoniac diluat (80 °C), metanol și uscat în vid (120 °C, P₂O₅).btaino pulbere cu o puritate > 99,9% 13.

2. Metoda de depunere chimică în fază de vapori

1.Pretratarea materiilor prime

Puritatea materiei prime de zinc este ≥ 99,99% și este plasată într-un creuzet de grafit

Seleniura de hidrogen gazoasă este transportată de argon gazos.

2.Controlul temperaturii

o Zonă de evaporare a zincului: 850-900°C

o Zonă de depunere: 450-500°C
Depunere direcțională de vapori de zinc și seleniură de hidrogen prin gradient de temperatură 6.

3.Parametrii gazului

o Debit de argon: 5-10 L/min

Presiunea parțială a seleniurii de hidrogen:0,1-0,3 atm
Vitezele de depunere pot ajunge la 0,5-1,2 mm/h, rezultând formarea de seleniură de zinc policristalină 6 cu grosimea de 60-100 mm..

3. Metoda de sinteză directă în fază solidă

1. Crudmanipularea materialelor‌
Soluția de clorură de zinc a reacționat cu soluția de acid oxalic pentru a forma un precipitat de oxalat de zinc, care a fost uscat, măcinat și amestecat cu pulbere de seleniu într-un raport molar de 1:1,05..

2.Parametrii reacției termice

Temperatura cuptorului cu tuburi vidate: 600-650°C

Timp de menținere la cald: 4-6 ore
Pulberea de selenură de zinc cu o dimensiune a particulelor de 2-10 μm este generată prin reacția de difuzie în fază solidă 4.

Compararea proceselor cheie

Puncte cheie ale controlului special al procesului: metoda solvotermică necesită adăugarea de surfactanți precum acidul oleic pentru a regla morfologia 5, iar depunerea în stare de vapori necesită ca rugozitatea substratului să fie < Ra20 pentru a asigura uniformitatea depunerii 6.

1. Depunere fizică de vapori (PVD).

1.Calea Tehnologică

o Materia primă pe bază de selenură de zinc este vaporizată într-un mediu cu vid și depusă pe suprafața substratului folosind tehnologia de pulverizare catodică sau evaporare termică12.

o Sursele de evaporare a zincului și seleniului sunt încălzite la gradienți de temperatură diferiți (zona de evaporare a zincului: 800–850 °C, zona de evaporare a seleniului: 450–500 °C), iar raportul stoichiometric este controlat prin controlul ratei de evaporare.‌12.

2.Controlul parametrilor

Vid: ≤1×10⁻³ Pa

Temperatura bazală: 200–400°C

o Rată de depunere:0,2–1,0 nm/s
Filmele de selenură de zinc cu o grosime de 50–500 nm pot fi preparate pentru utilizare în optica în infraroșu 25.

2Metoda de măcinare mecanică cu bile

1.Manipularea materiilor prime

Pulberea de zinc (puritate ≥ 99,9%) este amestecată cu pulbere de seleniu într-un raport molar de 1:1 și încărcată într-un recipient de moară cu bile din oțel inoxidabil 23.

2.Parametrii procesului

Timp de măcinare a bilelor: 10–20 ore

Viteză: 300–500 rpm

o Raport pelete: 10:1 (bile de măcinare din zirconiu).
Nanoparticulele de selenură de zinc cu o dimensiune a particulelor de 50–200 nm au fost generate prin reacții mecanice de aliere, cu o puritate de >99% 23.

3. Metoda de sinterizare prin presare la cald

1.Pregătirea precursorului

o Nanopulbere de selenură de zinc (dimensiunea particulelor < 100 nm) sintetizată prin metoda solvotermală ca materie primă 4.

2.Parametrii de sinterizare

Temperatură: 800–1000°C

Presiune: 30–50 MPa

o Păstrare la cald: 2–4 ore
Produsul are o densitate > 98% și poate fi procesat în componente optice de format mare, cum ar fi ferestre cu infraroșu sau lentile 45..

4. Epitaxie cu fascicul molecular (MBE).

1.Mediu de vid ultra-înalt

Vid: ≤1×10⁻⁷ Pa

Fasciculele moleculare de zinc și seleniu controlează cu precizie fluxul prin sursa de evaporare cu fascicul de electroni6.

2.Parametrii de creștere

o Temperatura de bază: 300–500°C (se utilizează în mod obișnuit substraturi de GaAs sau safir).

o Rata de creștere:0,1–0,5 nm/s
Peliculele subțiri de selenură de zinc monocristalină pot fi preparate în intervalul de grosimi de 0,1–5 μm pentru dispozitive optoelectronice de înaltă precizie56.