تتضمن عملية التخليق الفيزيائي لسيلينيد الزنك بشكل أساسي المسارات التقنية والمعايير التفصيلية التالية

1. التخليق الحراري المائي

1. خامنسبة المواد‌
يُخلط مسحوق الزنك ومسحوق السيلينيوم بنسبة مولية 1:1، ويُضاف الماء منزوع الأيونات أو الإيثيلين جليكول كمذيب..

2.ظروف التفاعل

درجة حرارة التفاعل: 180-220 درجة مئوية

زمن رد الفعل: 12-24 ساعة

الضغط: الحفاظ على الضغط المتولد ذاتيًا في وعاء التفاعل المغلق
يتم تسهيل عملية الجمع المباشر بين الزنك والسيلينيوم عن طريق التسخين لتوليد بلورات سيلينيد الزنك النانوية 35.

3.عملية ما بعد العلاج‌
بعد التفاعل، تم طرده مركزيًا، وغسله بالأمونيا المخففة (80 درجة مئوية)، والميثانول، وتجفيفه بالتفريغ (120 درجة مئوية، P₂O₅).احصل علىمسحوق نقاء > 99.9% 13.

2. طريقة الترسيب الكيميائي للبخار

1.المعالجة الأولية للمواد الخام

تكون نقاوة مادة الزنك الخام ≥ 99.99% وتوضع في بوتقة من الجرافيت

يتم نقل غاز سيلينيد الهيدروجين بواسطة ناقل غاز الأرجون.

2.التحكم في درجة الحرارة

منطقة تبخر الزنك: 850-900 درجة مئوية

منطقة الترسيب: 450-500 درجة مئوية
الترسيب الموجه لبخار الزنك وسيلينيد الهيدروجين بواسطة تدرج درجة الحرارة 6.

3.معايير الغاز

معدل تدفق الأرجون: 5-10 لتر/دقيقة

الضغط الجزئي لسيلينيد الهيدروجين:0.1-0.3 ضغط جوي
يمكن أن تصل معدلات الترسيب إلى 0.5-1.2 مم/ساعة، مما يؤدي إلى تكوين طبقة من سيلينيد الزنك متعدد البلورات بسمك 60-100 مم..

3. طريقة التخليق المباشر في الطور الصلب

1. خاممناولة المواد‌
تم تفاعل محلول كلوريد الزنك مع محلول حمض الأكساليك لتكوين راسب أكسالات الزنك، والذي تم تجفيفه وطحنه وخلطه مع مسحوق السيلينيوم بنسبة 1:1.05 مولار..

2.معاملات التفاعل الحراري

درجة حرارة فرن الأنبوب المفرغ: 600-650 درجة مئوية

مدة الحفاظ على الدفء: 4-6 ساعات
يتم إنتاج مسحوق سيلينيد الزنك بحجم جسيمات يتراوح بين 2 و10 ميكرومتر عن طريق تفاعل الانتشار في الطور الصلب 4.

مقارنة العمليات الرئيسية

النقاط الرئيسية للتحكم في العمليات الخاصة: تتطلب طريقة المعالجة الحرارية المائية إضافة مواد فعالة سطحية مثل حمض الأوليك لتنظيم الشكل المورفولوجي، ويتطلب الترسيب بالبخار أن تكون خشونة الركيزة أقل من Ra20 لضمان تجانس الترسيب..

1. الترسيب الفيزيائي للبخار (الترسيب الفيزيائي للبخار).

1.المسار التكنولوجي

يتم تبخير مادة سيلينيد الزنك الخام في بيئة مفرغة من الهواء وترسيبها على سطح الركيزة باستخدام تقنية التذرية أو التبخير الحراري 12.

يتم تسخين مصادر تبخير الزنك والسيلينيوم إلى تدرجات حرارية مختلفة (منطقة تبخير الزنك: 800-850 درجة مئوية، منطقة تبخير السيلينيوم: 450-500 درجة مئوية)، ويتم التحكم في النسبة المتكافئة عن طريق التحكم في معدل التبخير.‌12.

2.التحكم في المعلمات

الفراغ: ≤1×10⁻³ باسكال

درجة الحرارة الأساسية: 200-400 درجة مئوية

معدل الترسيب:0.2–1.0 نانومتر/ثانية
يمكن تحضير أغشية سيلينيد الزنك بسمك يتراوح بين 50 و500 نانومتر لاستخدامها في البصريات تحت الحمراء 25.

2طريقة الطحن الميكانيكي بالكرات

1.معالجة المواد الخام

يُخلط مسحوق الزنك (نقاء ≥ 99.9%) مع مسحوق السيلينيوم بنسبة مولية 1:1 ويُوضع في وعاء مطحنة كروية من الفولاذ المقاوم للصدأ 23.

2.معلمات العملية

مدة طحن الكرات: 10-20 ساعة

السرعة: 300-500 دورة في الدقيقة

نسبة الحبيبات: 10:1 (كرات طحن الزركونيا).
تم إنتاج جسيمات نانوية من سيلينيد الزنك بحجم جسيمات يتراوح بين 50 و200 نانومتر عن طريق تفاعلات الخلط الميكانيكي، بنقاوة تزيد عن 99% 23.

3. طريقة التلبيد بالضغط الساخن

1.تحضير المواد الأولية

مسحوق نانوي من سيلينيد الزنك (حجم الجسيمات < 100 نانومتر) تم تصنيعه بطريقة التفاعل الحراري المائي كمادة خام 4.

2.معلمات التلبيد

درجة الحرارة: 800-1000 درجة مئوية

الضغط: 30-50 ميجا باسكال

• الحفاظ على الدفء: من ساعتين إلى أربع ساعات
يتميز المنتج بكثافة تزيد عن 98% ويمكن معالجته ليصبح مكونات بصرية كبيرة الحجم مثل النوافذ أو العدسات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء 45.

4. الترسيب الجزيئي الشعاعي (وسام الإمبراطورية البريطانية).

1.بيئة فراغ فائقة العلو

الفراغ: ≤1×10⁻⁷ باسكال

o تتحكم حزم جزيئات الزنك والسيلينيوم بدقة في التدفق عبر مصدر تبخير حزمة الإلكترون 6.

2.معايير النمو

درجة الحرارة الأساسية: 300-500 درجة مئوية (يتم استخدام ركائز GaAs أو الياقوت بشكل شائع).

معدل النمو:0.1–0.5 نانومتر/ثانية
يمكن تحضير أغشية رقيقة من سيلينيد الزنك أحادي البلورة بسمك يتراوح بين 0.1 و 5 ميكرومتر لأجهزة إلكترونية ضوئية عالية الدقة..