مۇھىم II-VI يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال بولغان سىنىك تېللۇرىد (ZnTe) ئىنفىرا قىزىل نۇرنى بايقاش، قۇياش باتارېيەسى ۋە ئوپتوئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەردە كەڭ قوللىنىلىدۇ. نانوتېخنىكا ۋە يېشىل خىمىيە ساھەسىدىكى يېقىنقى تەرەققىياتلار ئۇنىڭ ئىشلەپچىقىرىشىنى ئەلالاشتۇردى. تۆۋەندە ھازىرقى ئاساسلىق ZnTe ئىشلەپچىقىرىش جەريانلىرى ۋە ئاساسلىق پارامېتىرلىرى، شۇنىڭ ئىچىدە ئەنئەنىۋى ئۇسۇللار ۋە زامانىۋى ياخشىلاشلار كۆرسىتىلدى:
____________________________________________
I. ئەنئەنىۋى ئىشلەپچىقىرىش جەريانى (بىۋاسىتە سىنتېز)
1. خام ئەشيا تەييارلاش
• يۇقىرى ساپلىقتىكى سىنىك (Zn) ۋە تېللۇر (Te): ساپلىق ≥99.999% (5N دەرىجىسى)، 1:1 مولار نىسبىتىدە ئارىلاشتۇرۇلغان.
• قوغداش گازى: ئوكسىدلىنىشنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن يۇقىرى ساپلىقتىكى ئارگون (Ar) ياكى ئازوت (N₂).
2. جەريان ئېقىمى
• 1-قەدەم: ۋاكۇئۇم ئېرىتىش سىنتېزى
o Zn ۋە Te پاراشوكلىرىنى كۋارتس تۇرۇبىسىغا سېلىپ ئارىلاشتۇرۇپ، ≤10⁻³ Pa غىچە بوشىتىڭ.
o قىزىتىش پروگراممىسى: مىنۇتىغا 5–10 سېلسىيە گرادۇستا 500–700 سېلسىيە گرادۇسقىچە قىزىتىڭ، 4–6 سائەت تۇرغۇزۇڭ.
o رېئاكسىيە تەڭلىمىسى: Zn+Te→ΔZnTeZn+TeΔZnTe
• 2-قەدەم: قىزىتىش
o رېشاتكىلىق نۇقسانلارنى ئازايتىش ئۈچۈن خام مەھسۇلاتنى 400-500 سېلسىيە گرادۇستا 2-3 سائەت قىزىتىڭ.
• 3-قەدەم: ئېزىش ۋە ئېلەكتىن ئۆتكۈزۈش
o توپ ماتېرىيالنى نىشانلىق زەررىچە چوڭلۇقىغا يەتكۈزۈش ئۈچۈن توپ تېگىرمەن ئىشلىتىڭ (نانو ئۆلچەملىك يۇقىرى ئېنېرگىيەلىك توپ تېگىرمەن).
3. ئاساسلىق پارامېتىرلار
• تېمپېراتۇرا كونترول قىلىش توغرىلىقى: ±5°C
• سوۋۇتۇش سۈرئىتى: مىنۇتىغا 2–5°C (تېرمىك بېسىم يېرىلىشنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن)
• خام ئەشيا زەررىچە چوڭلۇقى: Zn (100–200 تور)، Te (200–300 تور)
____________________________________________
II. زامانىۋى ياخشىلانغان جەريان (سولۋوتېرمال ئۇسۇل)
سولۋوتېرمال ئۇسۇل نانو ئۆلچەملىك ZnTe ئىشلەپچىقىرىشنىڭ ئاساسلىق تېخنىكىسى بولۇپ، كونترول قىلغىلى بولىدىغان زەررىچە چوڭلۇقى ۋە تۆۋەن ئېنېرگىيە سەرپىياتى قاتارلىق ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە.
1. خام ماتېرىيال ۋە ئېرىتكۈچىلەر
• ئالدىنقى ماددىلار: سىنىك نىترات (Zn(NO₃)₂) ۋە ناترىي تېللۇرىت (Na₂TeO₃) ياكى تېللۇر پاراشوكى (Te).
• ئازايتقۇچى ماددىلار: گىدرازىن گىدرات (N₂H₄·H₂O) ياكى ناترىي بوروگىدرىد (NaBH₄).
• ئېرىتكۈچىلەر: ئېتىلېندىئامىن (EDA) ياكى ئىئونسىزلاشتۇرۇلغان سۇ (DI سۈيى).
2. جەريان ئېقىمى
• 1-قەدەم: ئالدىنقى ئامىللارنى يوقىتىش
o ئارىلاشتۇرۇپ تۇرۇپ، ئېرىتكۈچىدە Zn(NO₃)₂ ۋە Na₂TeO₃ نى 1:1 مول نىسبىتىدە ئېرىتىڭ.
• 2-قەدەم: قايتۇرۇش رېئاكسىيەسى
o قايتا تۆزەتكۈچى ماددا (مەسىلەن، N₂H₄·H₂O) قوشۇپ، يۇقىرى بېسىملىق ئاپتوكلاۋغا سېلىپ پېچەتلەڭ.
o رېئاكسىيە شەرتلىرى:
تېمپېراتۇرا: 180–220°C
ۋاقىت: 12–24 سائەت
بېسىم: ئۆزلۈكىدىن ھاسىل بولىدۇ (3–5 MPa)
o رېئاكسىيە تەڭلىمىسى: Zn2++TeO32−+قايتۇرغۇچى ماددا→ZnTe+قوشۇمچە مەھسۇلاتلار (مەسىلەن، H₂O، N₂)Zn2++TeO32−+قايتۇرغۇچى ماددا→ZnTe+قوشۇمچە مەھسۇلاتلار (مەسىلەن، H₂O، N₂)
• 3-قەدەم: داۋالاشتىن كېيىنكى
o مەھسۇلاتنى ئايرىۋېلىش ئۈچۈن مەركەزدىن قاچۇرۇش ماشىنىسىدا ئېتانول ۋە DI سۈيى بىلەن 3-5 قېتىم يۇيۇڭ.
o ۋاكۇئۇم ئاستىدا قۇرۇتۇڭ (60–80 سېلسىيە گرادۇستا 4–6 سائەت).
3. ئاساسلىق پارامېتىرلار
• ئالدىنقى ماددىلارنىڭ قويۇقلۇقى: 0.1–0.5 مول/لىتىر
• pH كونترول: 9–11 (ئىشچانلىق شارائىتى رېئاكسىيەنى قوللايدۇ)
• زەررىچە چوڭلۇقىنى كونترول قىلىش: ئېرىتكۈچى تىپى ئارقىلىق تەڭشىلىدۇ (مەسىلەن، EDA نانو سىملارنى چىقىرىدۇ؛ سۇلۇق باسقۇچ نانو زەررىچىلەرنى چىقىرىدۇ).
____________________________________________
III. باشقا ئىلغار جەريانلار
1. خىمىيىلىك پار چۆكمىسى (CVD)
• قوللىنىشچانلىقى: نېپىز پەردە تەييارلاش (مەسىلەن، قۇياش باتارېيەسى).
• ئالدىنقى ماددىلار: دىئېتىلسىنك (Zn(C₂H₅)₂) ۋە دىئېتىلتېللۇر (Te(C₂H₅)₂).
• پارامېتىرلار:
o چۆكمە تېمپېراتۇرىسى: 350–450°C
o توشۇغۇچى گاز: H₂/Ar ئارىلاشمىسى (ئېقىش سۈرئىتى: 50–100 sccm)
o بېسىم: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. مېخانىكىلىق قېتىشما (شار چاقماق)
• ئالاھىدىلىكى: ئېرىتكۈچىسىز، تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا بىرىكتۈرۈش.
• پارامېتىرلار:
o توپنىڭ پاراشوكقا بولغان نىسبىتى: 10:1
o چاقماق قېقىش ۋاقتى: 20–40 سائەت
o ئايلىنىش سۈرئىتى: 300–500 ئايلىنىش/مىنۇت
____________________________________________
IV. سۈپەت كونترولى ۋە خاراكتېرى
1. ساپلىق ئانالىزى: كىرىستال قۇرۇلمىسى ئۈچۈن رېنتىگېن نۇرى دىفراكسىيەسى (XRD) (ئاساسلىق چوققا 2θ ≈25.3°).
2. مورفولوگىيەنى كونترول قىلىش: نانو زەررىچە چوڭلۇقىنى ئۆلچەش ئۈچۈن ئېلېكترون مىكروسكوپى (TEM) (ئادەتتىكى: 10–50 نانومېتىر).
3. ئېلېمېنت نىسبىتى: Zn ≈1:1 نى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن ئېنېرگىيە تارقاقلاشتۇرغۇچى رېنتىگېن نۇرى سپېكتروسكوپىيەسى (EDS) ياكى ئىندۇكسىيەلىك باغلىنىشلىق پلازما ماسسا سپېكترومېتىرىيەسى (ICP-MS).
____________________________________________
V. بىخەتەرلىك ۋە مۇھىت مەسىلىلىرى
1. قالدۇق گازنى بىر تەرەپ قىلىش: H₂Te نى ئىشقارلىق ئېرىتمىلەر (مەسىلەن، NaOH) بىلەن سۈمۈرۈۋېلىڭ.
2. ئېرىتكۈچىنى قايتا ئىشلىتىش: ئورگانىك ئېرىتكۈچىلەرنى (مەسىلەن، EDA) قاينىتىش ئارقىلىق قايتا ئىشلەتكىلى بولىدۇ.
3. قوغداش تەدبىرلىرى: گاز ماسكىسى (H₂Te دىن ساقلىنىش ئۈچۈن) ۋە چىرىشكە چىداملىق قولقاپ ئىشلىتىڭ.
____________________________________________
VI. تېخنىكىلىق يۈزلىنىشلەر
• يېشىل سىنتېز: ئورگانىك ئېرىتكۈچىنىڭ ئىشلىتىلىشىنى ئازايتىش ئۈچۈن سۇلۇق باسقۇچلۇق سىستېمىلارنى تەرەققىي قىلدۇرۇش.
• دوپنى ئۆزگەرتىش: Cu، Ag قاتارلىقلار بىلەن دوپنى قوشۇش ئارقىلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ئاشۇرۇش.
• چوڭ كۆلەملىك ئىشلەپچىقىرىش: كىلوگراملىق تۈركۈملەرگە ئېرىشىش ئۈچۈن ئۈزلۈكسىز ئېقىملىق رېئاكتورلارنى قوللىنىش.
ئېلان قىلىنغان ۋاقىت: 2025-يىلى 3-ئاينىڭ 21-كۈنى