กระบวนการสังเคราะห์ทางกายภาพของสังกะสีเซเลไนด์ประกอบด้วยเส้นทางทางเทคนิคและพารามิเตอร์โดยละเอียดดังต่อไปนี้เป็นหลัก

1. การสังเคราะห์ด้วยความร้อนแบบโซลโวเทอร์มอล

1. ดิบอัตราส่วนวัสดุ
ผงสังกะสีและผงซีลีเนียมผสมกันในอัตราส่วนโมลาร์ 1:1 และเติมน้ำดีไอออนไนซ์หรือเอทิลีนไกลคอลเป็นตัวกลางตัวทำละลาย 35.

2 .สภาวะปฏิกิริยา

o อุณหภูมิปฏิกิริยา: 180-220°C

o เวลาตอบสนอง: 12-24 ชั่วโมง

o ความดัน: รักษาความดันที่เกิดขึ้นเองในหม้อปฏิกิริยาแบบปิด
การรวมตัวโดยตรงของสังกะสีและซีลีเนียมเกิดขึ้นได้โดยการให้ความร้อนเพื่อสร้างผลึกสังกะสีซีลีไนด์ในระดับนาโน 35.

3.กระบวนการหลังการรักษา
ภายหลังปฏิกิริยา จะนำไปปั่น ล้างด้วยแอมโมเนียเจือจาง (80 °C) เมทานอล และทำให้แห้งด้วยสุญญากาศ (120 °C, P₂O₅)รับผงที่มีความบริสุทธิ์ > 99.9% 13.

2. วิธีการสะสมไอเคมี

1.การเตรียมวัตถุดิบเบื้องต้น

o ความบริสุทธิ์ของวัตถุดิบสังกะสีอยู่ที่ ≥ 99.99% และบรรจุอยู่ในเบ้าหลอมกราไฟต์

o ก๊าซไฮโดรเจนเซเลไนด์จะถูกขนส่งโดยก๊าซอาร์กอน6

2 .การควบคุมอุณหภูมิ

o โซนการระเหยของสังกะสี: 850-900°C

o โซนการสะสม: 450-500°C
การสะสมแบบทิศทางของไอสังกะสีและไฮโดรเจนซีลีไนด์โดยการไล่ระดับอุณหภูมิ 6

3.พารามิเตอร์ก๊าซ

o อัตราการไหลของอาร์กอน: 5-10 ลิตร/นาที

o ความดันบางส่วนของไฮโดรเจนเซเลไนด์:0.1-0.3 บรรยากาศ
อัตราการสะสมสามารถถึง 0.5-1.2 มม./ชม. ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของสังกะสีซีเลไนด์โพลีคริสตัลลีนหนา 60-100 มม. 6.

3. วิธีการสังเคราะห์โดยตรงแบบเฟสแข็ง

1. ดิบการจัดการวัสดุ
สารละลายสังกะสีคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดออกซาลิกเพื่อสร้างตะกอนสังกะสีออกซาเลต ซึ่งจะถูกทำให้แห้ง บด และผสมกับผงซีลีเนียมในอัตราส่วน 1:1.05 โมลาร์ 4.

2 .พารามิเตอร์ปฏิกิริยาความร้อน

o อุณหภูมิเตาเผาหลอดสุญญากาศ: 600-650°C

o ระยะเวลาในการอุ่น: 4-6 ชั่วโมง
ผงสังกะสีเซเลไนด์ที่มีขนาดอนุภาค 2-10 μm ถูกสร้างขึ้นโดยปฏิกิริยาการแพร่กระจายเฟสแข็ง 4.

การเปรียบเทียบกระบวนการที่สำคัญ

จุดสำคัญของการควบคุมกระบวนการพิเศษ: วิธีโซลโวเทอร์มอลจำเป็นต้องเติมสารลดแรงตึงผิว เช่น กรดโอเลอิก เพื่อควบคุมสัณฐานวิทยา 5 และการสะสมไอต้องใช้ความหยาบของสารตั้งต้นน้อยกว่า Ra20 เพื่อให้แน่ใจว่าการสะสมมีความสม่ำเสมอ 6.

1. การสะสมไอทางกายภาพ (พีวีดี).

1 .เส้นทางเทคโนโลยี

o วัตถุดิบสังกะสีซีลีไนด์จะถูกทำให้ระเหยในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ และถูกสะสมอยู่บนพื้นผิวของสารตั้งต้นโดยใช้เทคโนโลยีการสปัตเตอร์หรือการระเหยด้วยความร้อน12

o แหล่งระเหยของสังกะสีและซีลีเนียมถูกให้ความร้อนถึงระดับอุณหภูมิที่แตกต่างกัน (โซนระเหยสังกะสี: 800–850 °C, โซนระเหยซีลีเนียม: 450–500 °C) และอัตราส่วนสโตอิชิโอเมตริกจะถูกควบคุมโดยการควบคุมอัตราการระเหย12.

2 .การควบคุมพารามิเตอร์

สูญญากาศ: ≤1×10⁻³ Pa

o อุณหภูมิพื้นฐาน: 200–400°C

o อัตราการฝาก:0.2–1.0 นาโนเมตร/วินาที
ฟิล์มสังกะสีเซเลไนด์ที่มีความหนา 50–500 นาโนเมตรสามารถเตรียมเพื่อใช้ในออปติกอินฟราเรดได้ 25.

2. วิธีการบดด้วยลูกกลิ้งแบบกลไก

1.การจัดการวัตถุดิบ

o ผงสังกะสี (ความบริสุทธิ์≥99.9%) ผสมกับผงซีลีเนียมในอัตราส่วนโมลาร์ 1:1 และบรรจุลงในโถบดลูกบอลสเตนเลส 23.

2 .พารามิเตอร์กระบวนการ

o เวลาในการบดลูกบอล: 10–20 ชั่วโมง

ความเร็ว : 300–500 รอบ/นาที

o อัตราส่วนเม็ด: 10:1 (ลูกบดเซอร์โคเนีย)
อนุภาคนาโนสังกะสีเซเลไนด์ที่มีขนาดอนุภาค 50–200 นาโนเมตร ถูกสร้างขึ้นโดยปฏิกิริยาโลหะผสมเชิงกล โดยมีความบริสุทธิ์มากกว่า 99% 23.

3. วิธีการเผาผนึกแบบกดร้อน

1 .การเตรียมสารตั้งต้น

o ผงนาโนสังกะสีเซเลไนด์ (ขนาดอนุภาค < 100 นาโนเมตร) สังเคราะห์โดยวิธีโซลโวเทอร์มอลเป็นวัตถุดิบ 4.

2 .พารามิเตอร์การเผาผนึก

อุณหภูมิ: 800–1000°C

แรงดัน: 30–50 MPa

o ให้ความอบอุ่น: 2–4 ชั่วโมง
ผลิตภัณฑ์มีความหนาแน่น > 98% และสามารถแปรรูปเป็นส่วนประกอบออปติกขนาดใหญ่ เช่น หน้าต่างอินฟราเรดหรือเลนส์ 45.

4. เอพิแทกซีลำแสงโมเลกุล (เอ็มบีอี).

1.สภาพแวดล้อมสูญญากาศสูงพิเศษ

สูญญากาศ: ≤1×10⁻⁷ Pa

o ลำแสงโมเลกุลสังกะสีและซีลีเนียมควบคุมการไหลผ่านแหล่งระเหยของลำแสงอิเล็กตรอนอย่างแม่นยำ6

2.พารามิเตอร์การเจริญเติบโต

o อุณหภูมิฐาน: 300–500°C (โดยทั่วไปจะใช้สารตั้งต้น GaAs หรือแซฟไฟร์)

o อัตราการเจริญเติบโต:0.1–0.5 นาโนเมตร/วินาที
ฟิล์มบางสังกะสีเซเลไนด์ผลึกเดี่ยวสามารถเตรียมได้ในช่วงความหนา 0.1–5 μm สำหรับอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำสูง56.