Працэс фізічнага сінтэзу селеніду цынку ў асноўным уключае наступныя тэхнічныя маршруты і падрабязныя параметры

1. Сольватэрмічны сінтэз

1. Сырысуадносіны матэрыялаў‌
Цынкавы парашок і селенавы парашок змешваюць у мольным суадносінах 1:1, і ў якасці растваральніка дадаюць дэіянізаваную ваду або этыленгліколь 35..

2.Умовы рэакцыі

Тэмпература рэакцыі: 180-220°C

Час рэакцыі: 12-24 гадзіны

o Ціск: Падтрымлівайце самастойна створаны ціск у закрытым рэакцыйным катле
Непасрэднае злучэнне цынку і селену палягчаецца награваннем для атрымання нанамаштабных крышталяў селеніду цынку 35.

3.Працэс пасляапрацоўкі‌
Пасля рэакцыі яго цэнтрыфугавалі, прамывалі разведзеным аміякам (80 °C), метанолам і сушылі ў вакууме (120 °C, P₂O₅).бтэйнпарашок чысцінёй > 99,9% 13.

2. Метад хімічнага асаджэння з паравой фазы

1.Папярэдняя апрацоўка сыравіны

o Чысціня цынкавай сыравіны ≥ 99,99% і змяшчаецца ў графітавы тыгель

o Селенід вадароду транспартуецца аргонавым газаносцам.

2.Кантроль тэмпературы

Зона выпарэння цынку: 850-900°C

Зона адкладання: 450-500°C
Накіраванае асаджэнне пароў цынку і селеніду вадароду пад уздзеяннем тэмпературнага градыенту 6.

3.Параметры газу

Паток аргону: 5-10 л/мін

Парцыяльны ціск селеніду вадароду:0,1-0,3 атм
Хуткасць асаджэння можа дасягаць 0,5-1,2 мм/г, што прыводзіць да ўтварэння полікрышталічнага селеніду цынку 6 таўшчынёй 60-100 мм..

3. Метад прамога сінтэзу ў цвёрдай фазе

1. Сырыапрацоўка матэрыялаў‌
Раствор хларыду цынку ўступіў у рэакцыю з растворам шчаўевай кіслаты з утварэннем асадка аксалату цынку, які высушылі, здрабнілі і змяшалі з парашком селену ў суадносінах 1:1,05 моль/4..

2.Параметры цеплавой рэакцыі

Тэмпература вакуумнай трубчастай печы: 600-650°C

o Час падтрымання цяпла: 4-6 гадзін
Парашок селеніду цынку з памерам часціц 2-10 мкм атрымліваецца шляхам рэакцыі цвёрдафазнай дыфузіі 4.

Параўнанне ключавых працэсаў

Ключавыя моманты спецыяльнага кантролю працэсу: сольватэрмічны метад патрабуе дадання павярхоўна-актыўных рэчываў, такіх як алеінавая кіслата, для рэгулявання марфалогіі 5, а для паравой асадкі шурпатасць падкладкі павінна быць < Ra20, каб забяспечыць аднастайнасць асаджэння 6.

1. Фізічнае асаджэнне з паравой фазы (ПВД).

1.Тэхналагічны шлях

o Сыравіна — селенід цынку — выпараецца ў вакууме і наносіцца на паверхню падкладкі з дапамогай тэхналогіі распылення або тэрмічнага выпарэння12.

o Крыніцы выпарэння цынку і селену награваюцца да розных градыентаў тэмператур (зона выпарэння цынку: 800–850 °C, зона выпарэння селену: 450–500 °C), а стехіаметрычнае суадносіны кантралюецца шляхам рэгулявання хуткасці выпарэння.‌12.

2.Кіраванне параметрамі

Вакуум: ≤1×10⁻³ Па

Базальная тэмпература: 200–400°C

Хуткасць адкладання:0,2–1,0 нм/с
Плёнкі селеніду цынку таўшчынёй 50–500 нм можна падрыхтаваць для выкарыстання ў інфрачырвонай оптыцы 25.

2Механічны метад шаровага фрэзеравання

1.Апрацоўка сыравіны

o Цынкавы парашок (чысціня ≥99,9%) змешваюць з парашком селену ў мольнай суадносінах 1:1 і загружаюць у шаровы млын з нержавеючай сталі 23..

2.Параметры працэсу

Час шліфоўкі шарыкаў: 10–20 гадзін

Хуткасць: 300–500 абаротаў у хвіліну

o Суадносіны гранул: 10:1 (цырконіевыя малольныя шары).
Наначасціцы селеніду цынку з памерам часціц 50–200 нм былі атрыманы шляхам рэакцый механічнага легіравання з чысцінёй >99%23..

3. Метад гарачага прэсавання і спякання

1.Падрыхтоўка папярэднікаў

o Нанапарашок селеніду цынку (памер часціц < 100 нм), сінтэзаваны сольватэрмічным метадам у якасці сыравіны 4.

2.Параметры спякання

Тэмпература: 800–1000°C

Ціск: 30–50 МПа

o Захоўваць у цяпле: 2–4 гадзіны
Прадукт мае шчыльнасць > 98% і можа быць перапрацаваны ў аптычныя кампаненты вялікага фармату, такія як інфрачырвоныя вокны або лінзы 45.

4. Малекулярна-прамянёвая эпітаксія (МБЕ).

1.Асяроддзе звышвысокага вакууму

Вакуум: ≤1×10⁻⁷ Па

Малекулярныя пучкі цынку і селену дакладна кантралююць паток праз крыніцу выпарэння электронным пучком6.

2.Параметры росту

Базавая тэмпература: 300–500°C (звычайна выкарыстоўваюцца падкладкі GaAs або сапфір).

Тэмпы росту:0,1–0,5 нм/с
Тонкія плёнкі монакрышталічнага селеніду цынку можна атрымаць у дыяпазоне таўшчыні 0,1–5 мкм для высокадакладных оптаэлектронных прылад56.