تتضمن عملية التركيب الفيزيائي لسيلينيد الزنك بشكل أساسي الطرق التقنية والمعلمات التفصيلية التالية

1. التخليق الحراري الذائب

1. خامنسبة المواد‌
يتم خلط مسحوق الزنك ومسحوق السيلينيوم بنسبة مولية 1:1، ويضاف الماء منزوع الأيونات أو الإيثيلين جليكول كوسط مذيب 35.

2 .ظروف التفاعل

درجة حرارة التفاعل: 180-220 درجة مئوية

o وقت رد الفعل: 12-24 ساعة

o الضغط: الحفاظ على الضغط المتولد ذاتيًا في غلاية التفاعل المغلقة
يتم تسهيل 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).الحصول علىمسحوق > نقاء 99.9% 13.

2. طريقة الترسيب الكيميائي للبخار

1.المعالجة المسبقة للمواد الخام

o نقاء مادة الزنك الخام ≥ 99.99% ووضعها في بوتقة الجرافيت

o يتم نقل غاز سيلينيد الهيدروجين بواسطة غاز الأرجون6.

2 .التحكم في درجة الحرارة

منطقة تبخر الزنك: 850-900 درجة مئوية

منطقة الترسيب: 450-500 درجة مئوية
الترسيب الاتجاهي لبخار الزنك وسيلينيد الهيدروجين عن طريق التدرج الحراري 6.

3 .معلمات الغاز

o تدفق الأرجون: 5-10 لتر/دقيقة

o 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 سيلينيد الزنك متعدد البلورات بسمك 60-100 مم.

3. طريقة التخليق المباشر للطور 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 4.

2 .معلمات التفاعل الحراري

درجة حرارة فرن الأنبوب المفرغ: 600-650 درجة مئوية

o مدة الحفاظ على الدفء: 4-6 ساعات
يتم إنتاج مسحوق سيلينيد الزنك بحجم جسيمات يتراوح بين 2-10 ميكرومتر عن طريق تفاعل انتشار الطور الصلب 4.

مقارنة العمليات الرئيسية

النقاط الرئيسية للتحكم في العملية الخاصة: تحتاج طريقة الذوبان الحراري إلى إضافة مواد فعالة سطحية مثل حمض الأوليك لتنظيم الشكل 5، ويتطلب الترسيب البخاري أن تكون خشونة الركيزة < Ra20 لضمان اتساق الترسيب 6.

1. الترسيب الفيزيائي للبخار (الترسيب الفيزيائي للبخار).

1 .مسار التكنولوجيا

يتم تبخير مادة سيلينيد الزنك الخام في بيئة مفرغة من الهواء وترسيبها على سطح الركيزة باستخدام تقنية الرش أو التبخير الحراري12.

o يتم تسخين مصادر تبخر الزنك والسيلينيوم إلى تدرجات حرارة مختلفة (منطقة تبخر الزنك: 800-850 درجة مئوية، منطقة تبخر السيلينيوم: 450-500 درجة مئوية)، ويتم التحكم في النسبة المتكافئة عن طريق التحكم في معدل التبخر‌12.

2 .التحكم في المعلمات

o الفراغ: ≤1×10⁻³ باسكال

درجة الحرارة الأساسية: 200-400 درجة مئوية

o معدل الترسيب:0.2–1.0 نانومتر/ثانية
يمكن تحضير أفلام سيلينيد الزنك بسمك يتراوح بين 50-500 نانومتر لاستخدامها في البصريات تحت الحمراء 25.

2. طريقة الطحن الكروي الميكانيكي

1.مناولة المواد الخام

يتم خلط مسحوق الزنك (درجة النقاء ≥ 99.9%) مع مسحوق السيلينيوم بنسبة مولية 1:1 وتحميله في وعاء مطحنة كرات من الفولاذ المقاوم للصدأ 23.

2 .معلمات العملية

o وقت طحن الكرة: 10-20 ساعة

السرعة: 300-500 دورة في الدقيقة

o نسبة الحبيبات: 10:1 (كرات طحن الزركونيا).
تم إنشاء جسيمات نانوية من سيلينيد الزنك بحجم جسيم يتراوح بين 50 و200 نانومتر عن طريق تفاعلات السبائك الميكانيكية، مع نقاء >99% 23.

3. طريقة التلبيد بالضغط الساخن

1 .تحضير المادة الأولية

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

2 .معلمات التلبيد

درجة الحرارة: 800-1000 درجة مئوية

الضغط: 30-50 ميجا باسكال

o الحفاظ على الدفء: من 2 إلى 4 ساعات
يتميز المنتج بكثافة > 98% ويمكن معالجته في مكونات بصرية كبيرة الحجم مثل النوافذ أو العدسات بالأشعة تحت الحمراء 45.

4. الترابط الجزيئي للحزمة (عضو الإمبراطورية البريطانية).

1.بيئة فراغ عالية للغاية

o الفراغ: ≤1×10⁻⁷ باسكال

o تتحكم حزم الجزيئات المكونة من الزنك والسيلينيوم بدقة في التدفق عبر مصدر تبخر حزمة الإلكترون6.

2.معايير النمو

o درجة الحرارة الأساسية: 300–500 درجة مئوية (عادة ما يتم استخدام ركائز GaAs أو الياقوت).

o معدل النمو:0.1–0.5 نانومتر/ثانية
يمكن تحضير أغشية رقيقة من سيلينيد الزنك أحادي البلورة في نطاق سمك يتراوح بين 0.1 إلى 5 ميكرومتر للأجهزة البصرية الإلكترونية عالية الدقة56.